Question

【題目】如圖甲所示的電路中，電源電壓不變，小燈泡L的額定電壓為6V，R1為某特殊電阻元件，通過它的電流與其兩端的電壓的關系如圖乙所示．當閉合開關S1、S3，斷開S2，滑片P置于b端時，燈泡L正常發光，電流表的示數為0.9A．求：

（1）燈泡L的額定功率；

（2）當閉合開關S2、S3，斷開S1，滑片P置于a端時，電流表的示數為0.4A，R2的最大阻值；

（3）當只閉合開關S2，滑片P置于a端時，電路消耗的總功率為1.2W，此時燈泡1min內消耗的電能．

Answer 1

【答案】（1）1.8W；（2）10Ω；（3）36J

【解析】

試題分析：（1）當閉合開關S1、S3，斷開S2，滑片P置于b端時，R1與L并聯，電流表測干路電流，因并聯電路中各支路兩端的電壓相等，且燈泡正常發光，所以，電源的電壓U=UL=6V，由圖乙可知，通過R1的電流I1=0.6A，因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，通過L的電流：IL=I﹣I1=0.9A﹣0.6A=0.3A，則燈泡的額定功率：PL=ULIL=6V×0.3A=1.8W；（2）當閉合開關S2、S3，斷開S3，滑片P置于a端時，R1與R2串聯，電流表測電路中的電流，由圖乙可知，R1兩端的電壓U1=2V，因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，R2兩端的電壓：U2=U﹣U1=6V﹣2V=4V，由I=可知，R2的最大阻值：R2===10Ω；（3）當只閉合開關S2，滑片P置于a端時，L、R1、R2串聯，由P=UI可得，電路消耗的總功率為1.2W時電路中的電流：I″===0.2A，此時R2兩端的電壓：U2′=I″R2=0.2A×10Ω=2V，由圖象可知，R1兩端的電壓U1′=1V，則燈泡兩端的電壓：UL′=U﹣U1′﹣U2′=6V﹣1V﹣2V=3V，此時燈泡1min內消耗的電能：WL=UL′I″t=3V×0.2A×60s=36J。