Question

【題目】在如圖所示的電路中，電源電壓和小燈泡的阻值均保持不變，電源電壓U=6V，R1為定值電阻，小燈泡R2上標有“6V 3W”字樣，電流表的量程為0﹣0.6A，電壓表的量程為0﹣3V，滑動變阻器R3的最大阻值為20Ω．
（1）小燈泡的阻值為Ω．
（2）閉合開關S1、S2和S3時，電路消耗的總功率為9W，求R1 的阻值；

Answer 1

【答案】
（1）12
（2）解：閉合開關S1、S2和S3時，R1與R2并聯，R3短路，

并聯電路各支路電壓與總電壓相等，則U1=U2=U=6V，

此時小燈泡正常工作，則通過小燈泡的電流：I2=I額= = =0.5A，

電路中的總電流：I= = =1.5A，

由并聯電路的電流特點可知，通過R1電流：I1=I﹣I2=1.5A﹣5A=1.0A，

R1的阻值：R1= = =6Ω（3）在不損壞各元件的情況下，只閉合開關S1時，R1消耗的最大功率為P1；只閉合開關S2時，R2消耗的最小功率為P2，請求P1：P2的值．

解：只閉合開關S1時，R1與R3串聯，電壓表測R3兩端的電壓，電流表測電路中的電流，

由圖可知，當P向左移動時，其接入電路的電阻變小，電壓表示數變小，電流變大，當電流表示數最大為I大=0.6A時，此時R1消耗的電功率最大，

R1消耗的最大電功率：P1=I大2R1=（0.6A）2×6Ω=2.16W，

只閉合開關S2時，燈泡R2與R3串聯，電壓表測R3兩端的電壓，電流表測電路中的電流，當P向右移動時，其接入電路的電阻變大，電壓表示數變大，電流變小，當電壓表示數最大為U大=3V時，此時R2兩端電壓最小，則R2消耗的電功率最小，

R2兩端的最小電壓：U小=U﹣U大=6V﹣3V=3V，

通過燈泡的電流即電路中的電流：I小=I2= = =0.25A，

此時R2消耗的最小電功率：P2=U小I小=3V×0.25A=0.75W，

所以， = =

【解析】解：（1）由P= 可得，燈泡的電阻：R燈= = =12Ω；
【考點精析】本題主要考查了歐姆定律及其應用和電功率的計算公式的相關知識點，需要掌握歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R才能正確解答此題．