如圖所示，電源電壓保持不變，小燈泡L上標有“6V3W”字樣，電阻R1=40Ω，電壓表的量程為0～3V，當開關S...

問題詳情：

如圖所示，電源電壓保持不變，小燈泡L上標有“6V 3W”字樣，電阻R1=40Ω，電壓表的量程為0～3V，當開關S1斷開，S2、S3閉合時，燈泡L恰好正常發光．（不考慮温度對電阻的影響）

（1）求燈泡L正常工作時的電阻和電源電壓．

（2）當閉合S1，斷開S2、S3，且把滑動變阻器R2的滑片滑到最右端時，電流表的示數為0.1A，滑動變阻器的最大阻值為多大？

（3）當斷開S1、S2，閉合S3時，在保*電路安全的條件下，燈泡L消耗的最小功率為多少？並求出此種情況下電路1min 消耗的電能．

【回答】

【考點】歐姆定律的應用；電功的計算；電功率的計算．

【分析】（1）當開關S1斷開，S2、S3閉合時，R1斷路，R2被短路，燈泡L恰好正常發光，得出電源電壓；根據P=求出燈泡L正常工作時的電阻；

（2）當閉合S1，斷開S2、S3，R1和R2串聯，把滑動變阻器R2的滑片滑到最右端時，滑動變阻器阻值最大，根據I=求出總電阻，再求出滑動變阻器的最大阻值；

（3）當斷開S1、S2，閉合S3時，燈泡和滑動變阻器串聯，電壓表測量滑動變阻器兩端電壓，根據電壓表的量程、串聯電路電壓的規律以及歐姆定律即可求出電路中的最小電流，最後根據P=I2R即可求出燈泡消耗的最小功率；

根據W=UIt求出電路消耗的電能．

【解答】解：（1）當開關S1斷開，S2、S3閉合時，R1斷路，R2被短路，燈泡L恰好正常發光，電源電壓U=U額=6V；

由P=得：

燈泡L正常工作時的電阻：

RL===12Ω；

（2）當閉合S1，斷開S2、S3，R1和R2串聯，把滑動變阻器R2的滑片滑到最右端時，滑動變阻器阻值最大，

由I=得：

電路總電阻：

R===60Ω，

滑動變阻器的最大阻值：

R滑=R﹣R1=60Ω﹣40Ω=20Ω；

（3）當斷開S1、S2，閉合S3時，燈泡和滑動變阻器串聯，電壓表示數為3V時，電路中的電流最小；

則電路中的最小電流：

I最小===0.25A，

燈泡消耗的最小功率：

P=I2RL=（0.25A）2×12Ω=0.75W；

電路消耗的電能：

W=UI最小t=6V×0.25A×60s=90J．

答：（1）燈泡L正常工作時的電阻12Ω；電源電壓6V；

（2）滑動變阻器的最大阻值為20Ω；

（3）燈泡L消耗的最小功率為0.75W；

電路消耗的電能90J．

知識點：電功率單元測試

題型：計算題