Question

如圖是小紅學習電學后設計的一電路．其中L _紅為“6V　 3W”、L_綠為“6V　6W”的小燈泡，R₁為“1 8Ω1.5A”的滑動變阻器．當該電路閉合開關S、S₁、S₂，滑動變阻器的滑片P移至b端時，兩燈都正常發光（電源電壓不變）．問：
（1）電源電壓為多少伏？
（2）兩燈都正常發光時電流表的示數為多少？
（3）若S、S₂閉合、S₁斷開，電流表示數為0.25A時，此時滑動變阻器連入電路的電阻為多少？
（4）分別畫出該電路處于最大電功率和最小電功率時的等效電路圖．

Answer 1

解：（1）電源電壓與燈泡的額定電壓相同為U=6V．
（2）∵L_紅與L_綠并聯且正常發光，∴I===1.5A．
答：兩燈都正常發光時電流表的示數為1.5A．
（3）變阻器連入的部分電阻R₁串聯，∴電路總電阻R_總===24Ω，
紅燈的電阻R_紅===12Ω，綠燈的電阻R_綠=-==6Ω，
變阻器連入電路的電阻為R₁=R_總-R_綠=24Ω-6Ω=18Ω．
答：此時滑動變阻器連入電路的電阻為18Ω．
（4）當兩燈并聯時電路的電阻最小，所以功率最大，最大電功率時如圖：

當兩個最大的電阻串聯時，電路的電阻最大，紅燈和滑動變阻器的電阻都比綠燈的電阻大，此時功率最小，最小電功率時如圖：

分析：（1）當該電路閉合開關S、S₁、S₂，滑動變阻器的滑片P移至b端時，兩燈并聯，且都正常發光，說明電源電壓與燈泡的額定電壓相同．
（2）電流表測量干路電流，已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據公式I=可求兩燈都正常發光時電流表的示數．
（3）S、S₂閉合、S₁斷開，綠燈與滑動變阻器串聯，根據公式R=求出電路的總電阻，進一步求出滑動變阻器接入電路的電阻．
（4）根據公式P=可知，電阻越大，電功率越小，電阻越小，電功率越大．
點評：本題考查電壓、電流和電阻的計算，關鍵是公式及其變形的靈活運用，重點時判斷電路的連接情況，難點是畫等效電路圖．