Question

【題目】如圖甲所示電路，電源電壓恒為6V，小燈泡L的I﹣U圖像如圖乙所示。燈泡的額定電壓為6V，電阻R1為30Ω，電流表的量程為0﹣0.6A，電壓表的量程為0～3V．

（1）燈泡正常發光時的電阻是多少？

（2）開關S1、S2、S3都閉合10s，R1消耗的電能是多少？

（3）只閉合開關S3，移動滑片P，當R2接入電路中的阻值為其最大阻值的四分之一時，電流表的示數為0.2A，滑動變阻器的最大阻值是多少？

（4）在保證各元件安全的條件下，電路消耗的最小功率是多少？

Answer 1

【答案】（1）24Ω （2）12J （3）40Ω （4）0.6W

【解析】

(1)由圖乙知，燈正常發光，即燈兩端的電壓為6V時，燈的額定電流為0.25A，由歐姆定律得燈正常發光的電阻：

RL===24

(2)開關S1、S2、S3都閉合時，R2被短路，燈L與R1并聯，R1消耗的電能

W=t=10s=12J

(3)只閉合開關S3，燈L與變阻器R2串聯，電壓表測變阻器的電壓，電流表測電路中的電流，移動滑片P，當R2接入電路中的阻值為其最大阻值的時，電流表的示數為0.2A，由圖乙可知燈的電壓為4V，由歐姆定律此時燈的電阻為

=20

由歐姆定律，電路的總電阻；

R===30

根據串聯的電阻特點，滑動變阻器的最大阻值是：

R滑=4(RRL實)=4×(3020)=40

(4)當電阻R1與R2串聯，電壓表示數達到最大值3V時，R2阻值達到最大，此時電路中電流最小：

I最小==0.1A

所以電路消耗的最小功率是：

P最小=UI最小=6V×0.1A=0.6W

答：(1)燈泡正常發光時的電阻是24Ω；

(2)開關S1、S2、S3都閉合10s，R1消耗的電能是12J；

(3)滑動變阻器的最大阻值是40Ω；

(4)在保證各元件安全的條件下，電路消耗的最小功率是0.6W。