Question

【題目】如圖所示的電路中，電源電壓恒為6 V，小燈泡上標有“6 V 3 W”的字樣（不考慮溫度對小燈泡電阻的影響），電流表的量程為“0~0.6 A”，滑動變阻器的規格為“10Ω 1A”。

(1)若斷開開關S，閉合開關S1和S2，將滑動變阻器的滑片P移到最右端，當電流表示數為0.6 A時，求R1的阻值；

(2)若斷開開關S和S1，閉合開關S2，移動滑動變阻器的滑片P，當電流表示數為0.2 A時，求滑動變阻器接入電路的電阻；

(3)若電壓表選擇“0~3 V”的量程，利用圖中元件，在保證各電路元件安全的前提下，求電路工作時消耗的最小電功率。

Answer 1

【答案】(1)60Ω；(2) 18Ω；(3) 0.3W

【解析】

(1)若斷開開關S，閉合開關S1和S2，將滑動變阻器的滑片P移到最右端，電阻R1和燈泡L并聯，電流表測量干路中的電流，電源電壓是6V，燈泡的額定電壓是6V，燈泡正常發光，通過燈泡的電流

IL==0.5A

由并聯電路電流的規律可知通過電阻R1的電流

I1=I-IL=0.6A-0.5A=0.1A

由并聯電路電壓的規律和歐姆定律得到R1的阻值

R1==60Ω

(2)若斷開開關S和S1，閉合開關S2，變阻器和燈泡L串聯，電流表測量串聯電路的電流，電壓表測量變阻器兩端的電壓，燈泡的電阻

RL==12Ω

電路的總電阻

R==30Ω

變阻器連入電路的電阻

R滑=R-RL=30Ω-12Ω=18Ω

(3)R1的阻值是60Ω，燈泡的阻值是12Ω，所以

R1＞RL

斷開開關S和S2，閉合開關S1，變阻器和R1串聯，電流表測量串聯電路的電流，電壓表測量變阻器兩端的電壓，電壓表選擇“0~3 V”的量程，電壓表的示數為3V時，變阻器連入電路的電阻最大，由串聯電路電壓的規律可知R1兩端的電壓是

U1=U-UR=6V-3V=3V

由串聯分壓可知，變阻器連入電路的電阻

R滑1=R1=60Ω

電路工作時消耗的最小電功率

P最小==0.3W

答：(1) R1的阻值是60Ω；

(2)滑動變阻器接入電路的電阻是18Ω；

(3)在保證各電路元件安全的前提下，求電路工作時消耗的最小電功率是0.3W。