Question

【題目】在如圖甲所示的電路中，電源電壓恒為6V，燈泡L的I-U圖像如圖乙所示。電阻R1為30Ω，滑動變阻器R2的額定電流為1A，電流表的量程為0~0.6A，電壓表的量程為0~3V：

(1)當開關S1、S2、S3都閉合時，燈泡L正常發光，求此時通過R1的電流；

(2)只閉合S3，移動滑片P，當R2接入電路中的阻值為其最大值的時，電流表的示數為0.2A，求滑動變阻器的最大阻值；

(3)在保證各元件安全的條件下，求電路消耗的最小功率。

Answer 1

【答案】(1)0.2A；(2)40Ω；(3)0.6W

【解析】

(1)由電路圖知，當開關S1、S2、S3都閉合時，燈泡L與電阻R1并聯，滑動變阻器被短路。

此時通過R1的電流

(2)只閉合S3，燈泡L與滑動變阻器串聯，電壓表測變阻器電壓，電流表測電路中的電流。此時電流為0.2A，由圖乙知，燈泡兩端的電壓為4V，那么滑動變阻器兩端的電壓

U2=U-UL=6V-4V=2V

此時接入電路的變阻器的阻值

且此時變阻器接入電路中的阻值為最大阻值的，則最大阻值40Ω。

(3) 當只閉合開關S1時，R1與R2串聯，移動滑動變阻器滑片至電壓表示數為3V時，即總電壓一半，各元件安全。由串聯分壓可知，此時R2接入阻值等于R1阻值，此時電路阻值最大，電路消耗的功率最小，電路消耗的功率

答：(1)通過R1的電流是0.2A；

(2)滑動變阻器的最大阻值是40Ω；

(3)電路消耗的最小功率是0.6 W。