Question

【題目】如圖甲所示的電路中，電源電壓為6V且保持不變，燈泡L上標有“6V”的字樣，通過燈泡的電流隨兩端電壓變化的關系如圖乙所示，R1標有“30Ω 1A“字樣，電壓表量程為0~3V，電流表量程為0~3A。當開關S、S1、S2均閉合，滑動變阻器的滑P置于b端時，電流表的示數為1.1A，求∶

(1)燈泡L正常發光時的電阻為多少？

(2)當閉合開關S、S2，斷開S1時，在保證電路安全的情況下，燈泡L上消耗的最小功率是多少？

(3)在保證電路安全且電路中有電流的情況下，該電路消耗的總功率的變化范圍？

Answer 1

【答案】(1)12Ω；(2)1.2W；(3)1.8W-6.6W。

【解析】

(1)由圖乙知道，加在燈兩端電壓為6V時，通過燈的電流為0.5A，由歐姆定律，燈泡L正常發光時的電阻是：

；

答：燈泡L正常發光時的電阻12Ω；

(2)當閉合開關S、S2，斷開S1時，滑動變阻器與燈泡串聯，由串聯分壓知道，當電壓表達到最大值時，燈泡的功率最小，又因為電壓表量程為3V，加在燈兩端電壓

，

由乙圖可知此時通過燈的電流為，燈泡L上消耗的最小功率

；

答：燈泡L上消耗的最小功率是1.2W；

(3) 當開關S、S1、S2均閉合，滑動變阻器的滑P置于b端時，根據串聯電路電流的規律，通過R2的電流是：

I2 =1.1A-0.5A=0.6A，

由歐姆定律知道，

，

由知道，在電源電壓不變時，電路的電阻越小，功率越大，根據并聯電阻的總電阻小于其中任一電阻，故滑動變阻阻值為零,R2與燈泡并聯，電路的總電阻最小，此時的電流最大為1.1A，故電路的最大功率是：

P大 =UI=6V×1.1A=6.6W；

由于串聯電阻其中大于任一電阻，當電壓表最大示數為3V時，滑動變阻器接入電路的電阻最大，閉合S、S1，斷開S2，閉合電路電流最小，電路消耗的總功率最小，此時回路中的電流大小為

，

故電路消耗的最小總功率是：

。

工作總功率的變化范圍為1.8W-6.6W。

答：在保證電路安全且電路中有電流的情況下，該電路消耗的總功率的變化范圍是1.8W-6.6W。