Question

【題目】在如圖所示電路中，電源電壓6V恒定，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～3V，燈泡的規格分別為L1“6V 1.8W”和L2“6V 1.2W”，滑動變阻器R的規格為“50Ω 1.5A”，不計溫度對燈絲電阻的影響。

求：（1）燈泡L1的電阻

（2）滑動變阻器的滑片P放在a端時，閉合開關S1、S2、S3后，電流表的讀數是多少？

（3）閉合開關S1、S2，斷開S3時，調節滑動變阻器的滑片P，使燈泡L1的實際功率為0.8W時，滑動變阻器消耗的電功率是多少？

（4）若兩燈中只允許一盞燈工作，且要求電路元件安全使用，在滑片移動過程中，整個電路至少消耗多少電功率？

Answer 1

【答案】（1）20Ω；（2）0.5A；（3）0.4W；（4）0.6W。

【解析】

（1）知道燈泡L1的額定電壓和額定功率，根據P=UI=求出其電阻；（2）滑動變阻器的滑片P放在a端時，閉合開關、、后，兩燈泡并聯，電流表測干路電流，兩燈泡兩端的電壓和額定電壓相等，根據P=UI求出通過兩燈泡的電流，根據并聯電路的電流特點求出干路電流；（3）閉合開關、，斷開時，R與串聯，根據串聯電路的電流特點和P=R求出電路中的電流，根據歐姆定律求出燈泡兩端的電壓，根據串聯電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓，根據P=UI求出滑動變阻器消耗的電功率；（4）根據P=UI=求出的電阻，兩燈泡電阻最大的燈泡與滑動變阻器的最大阻值串聯時，電路中的總電阻最大，電路的總功率最小，根據電阻的串聯和P=UI=求出整個電路的最小電功率．

(1)由P=UI=可得,燈泡的電阻：，

(2)滑動變阻器的滑片P放在a端時,閉合開關、、后，兩燈泡并聯，因并聯電路中各支路兩端的電壓相等，所以,==U=6V，因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，干路電流表的讀數：I

(3)閉合開關、,斷開時,R與串聯，因串聯電路中電流處處相等，所以,由P=R可得,燈泡的實際功率為0.8W時電路中的電流：，，燈泡L1兩端的電壓：，因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，滑動變阻器兩端的電壓：，滑動變阻器消耗的電功率：

(4)燈泡的電阻：，只閉合開關、，因電壓表的量程為0～3V，所以當燈泡與滑動變阻器30的阻值串聯，電路元件安全使用，電路中的總電阻最大，電路的總功率最小，因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，整個電路的最小電功率：。