Question

在圖所示電路中，電源電壓為8V，且保持不變，滑動(dòng)變阻器R₁的阻值范圍是0~20Ω，R₂=40Ω，燈泡L標(biāo)有“6V  3W”字樣。

（1）閉合開(kāi)關(guān)S、S₁和S₂，整個(gè)電路消耗的最小電功率為多少？
（2）斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S、S₁和S₂，在CD間加接一個(gè)量程為0~3V的電壓表，再
閉合S。且燈泡的功率不得超過(guò)額定功率。求滑動(dòng)變阻器的滑片P只能在阻值多大的范圍內(nèi)滑動(dòng)？

Answer 1

（1）P=4.8W （2）4Ω≤R₁≤7.2Ω

解：（1）閉合開(kāi)關(guān)S、S₁和S₂，等效電路圖如圖：
電阻R₂和滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，
由并聯(lián)電路電阻特點(diǎn)可得：
電路總電阻R_總===，
當(dāng)R₁的阻值最大時(shí)，總電阻最小，
即R_總==Ω，
根據(jù)P=可知：總電阻最大時(shí)，電路消耗的電功率最小，
整個(gè)電路消耗的最小電功率                             
P_小===4.8W
（2）已知燈泡的額定電壓U_L=6V，額定功率P=3W，
燈泡的電阻：
R_L===12Ω；
燈泡的額定電流：
I===0.5A
當(dāng)在CD間接一個(gè)量程為0～3V的電壓表時(shí)，等效電路圖如圖：
∵燈泡的功率不得超過(guò)額定功率
∴燈泡正常工作時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值最小
滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：
U₁=U﹣U_L=8V﹣6V=2V，
滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為：
R₁′===4Ω；
當(dāng)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為U″=3V時(shí)，
燈泡兩端的電壓：
U_L″=U﹣U″=8V﹣3V=5V，
電路中的電流：
I″===A，
此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值為：
R″===7.2Ω．
答：（1）閉合開(kāi)關(guān)S、S₁和S₂，整個(gè)電路消耗的最小電功率為4.8W；
（2）滑動(dòng)變阻器的滑片P調(diào)節(jié)的阻值范圍為4Ω≤R₁≤7.2Ω．