Question

【题目】在如图所示的电路中，电源电压和小灯泡的阻值均保持不变，电源电压U=6V，R1为定值电阻，小灯泡R2上标有“6V 3W”字样，电流表的量程为0﹣0.6A，电压表的量程为0﹣3V，滑动变阻器R3的最大阻值为20Ω．
（1）小灯泡的阻值为Ω．
（2）闭合开关S1、S2和S3时，电路消耗的总功率为9W，求R1 的阻值；

Answer 1

【答案】
（1）12
（2）解：闭合开关S1、S2和S3时，R1与R2并联，R3短路，

并联电路各支路电压与总电压相等，则U1=U2=U=6V，

此时小灯泡正常工作，则通过小灯泡的电流：I2=I额= = =0.5A，

电路中的总电流：I= = =1.5A，

由并联电路的电流特点可知，通过R1电流：I1=I﹣I2=1.5A﹣5A=1.0A，

R1的阻值：R1= = =6Ω（3）在不损坏各元件的情况下，只闭合开关S1时，R1消耗的最大功率为P1；只闭合开关S2时，R2消耗的最小功率为P2，请求P1：P2的值．

解：只闭合开关S1时，R1与R3串联，电压表测R3两端的电压，电流表测电路中的电流，

由图可知，当P向左移动时，其接入电路的电阻变小，电压表示数变小，电流变大，当电流表示数最大为I大=0.6A时，此时R1消耗的电功率最大，

R1消耗的最大电功率：P1=I大2R1=（0.6A）2×6Ω=2.16W，

只闭合开关S2时，灯泡R2与R3串联，电压表测R3两端的电压，电流表测电路中的电流，当P向右移动时，其接入电路的电阻变大，电压表示数变大，电流变小，当电压表示数最大为U大=3V时，此时R2两端电压最小，则R2消耗的电功率最小，

R2两端的最小电压：U小=U﹣U大=6V﹣3V=3V，

通过灯泡的电流即电路中的电流：I小=I2= = =0.25A，

此时R2消耗的最小电功率：P2=U小I小=3V×0.25A=0.75W，

所以， = =

【解析】解：（1）由P= 可得，灯泡的电阻：R灯= = =12Ω；
【考点精析】本题主要考查了欧姆定律及其应用和电功率的计算公式的相关知识点，需要掌握欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）；计算电功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中单位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）计算电功率还可用公式：P=I2R和P= U2/R才能正确解答此题．