Question

【題目】如圖所示電路中，電源電壓為6V且保持不變，R0=30Ω，滑動變阻器的規(guī)格為“20Ω 1A”，電流表的量程為“0~0.6A”，小燈泡上標有“2.5V 1.25W”字樣，不考慮燈絲電阻變化，并保證長時間電路安全工作，計算：

（1）當S閉合，S1、S2都斷開，滑動變阻器的滑片移到最右端時，小燈泡在1min內(nèi)消耗的電能；

（2）當S閉合，S1、S2都斷開時，電路消耗的最大功率；

（3）當S、S1、S2都閉合時，滑動變阻器接入電路的最小阻值。

Answer 1

【答案】(1)17.28J；(2)3W；(3)15Ω

【解析】

(1)當S閉合，S1、S2都斷開，滑動變阻器的滑片移到最右端時，燈泡L與滑動變阻器R串聯(lián)，滑動變阻器以最大阻值20Ω接入電路，不考慮燈絲電阻變化，根據(jù)可得燈泡電阻

串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，則電路總電阻為

則通過電路電流為

串聯(lián)電路中電流處處相等，由小燈泡在1min內(nèi)消耗的電能

(2)由P=UI可得，燈泡正常工作時的電流為

當S閉合，S1、S2都斷開時，滑動變阻器以最小阻值0接入電路時，保證電路安全的情況下，電路電流最大為0.5A，此時電路消耗的功率最大為

(3)當S、S1、S2都閉合時，燈泡L被短路，定值電阻R0與滑動變阻器R并聯(lián)，通過定值電阻R0的電流為

滑動變阻器接入電路阻值最小時，通過的電流最大，根據(jù)并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和的規(guī)律，以及考慮電流表的路程，干路電流應為0.6A，則通過滑動變阻器R的最大電流為

根據(jù)可得滑動變阻器接入電路的最小阻值

答：(1)當S閉合，S1、S2都斷開，滑動變阻器的滑片移到最右端時，小燈泡在1min內(nèi)消耗的電能是17.28J；

(2)當S閉合，S1、S2都斷開時，電路消耗的最大功率是3W；

(3)當S、S1、S2都閉合時，滑動變阻器接入電路的最小阻值是15Ω。