Question

【题目】如图所示的电路中，电源电压恒为6 V，小灯泡上标有“6 V 3 W”的字样（不考虑温度对小灯泡电阻的影响），电流表的量程为“0~0.6 A”，滑动变阻器的规格为“10Ω 1A”。

(1)若断开开关S，闭合开关S1和S2，将滑动变阻器的滑片P移到最右端，当电流表示数为0.6 A时，求R1的阻值；

(2)若断开开关S和S1，闭合开关S2，移动滑动变阻器的滑片P，当电流表示数为0.2 A时，求滑动变阻器接入电路的电阻；

(3)若电压表选择“0~3 V”的量程，利用图中元件，在保证各电路元件安全的前提下，求电路工作时消耗的最小电功率。

Answer 1

【答案】(1)60Ω；(2) 18Ω；(3) 0.3W

【解析】

(1)若断开开关S，闭合开关S1和S2，将滑动变阻器的滑片P移到最右端，电阻R1和灯泡L并联，电流表测量干路中的电流，电源电压是6V，灯泡的额定电压是6V，灯泡正常发光，通过灯泡的电流

IL==0.5A

由并联电路电流的规律可知通过电阻R1的电流

I1=I-IL=0.6A-0.5A=0.1A

由并联电路电压的规律和欧姆定律得到R1的阻值

R1==60Ω

(2)若断开开关S和S1，闭合开关S2，变阻器和灯泡L串联，电流表测量串联电路的电流，电压表测量变阻器两端的电压，灯泡的电阻

RL==12Ω

电路的总电阻

R==30Ω

变阻器连入电路的电阻

R滑=R-RL=30Ω-12Ω=18Ω

(3)R1的阻值是60Ω，灯泡的阻值是12Ω，所以

R1＞RL

断开开关S和S2，闭合开关S1，变阻器和R1串联，电流表测量串联电路的电流，电压表测量变阻器两端的电压，电压表选择“0~3 V”的量程，电压表的示数为3V时，变阻器连入电路的电阻最大，由串联电路电压的规律可知R1两端的电压是

U1=U-UR=6V-3V=3V

由串联分压可知，变阻器连入电路的电阻

R滑1=R1=60Ω

电路工作时消耗的最小电功率

P最小==0.3W

答：(1) R1的阻值是60Ω；

(2)滑动变阻器接入电路的电阻是18Ω；

(3)在保证各电路元件安全的前提下，求电路工作时消耗的最小电功率是0.3W。