Question

【题目】如图所示电源电压恒定，R1＝48Ω，滑动变阻器R2的最大阻值是24Ω，小灯泡L标有“6V 3W”字样，电流表的量程为0﹣3A．问：

（1）小灯的电阻RL为多少？

（2）当开关S1、S3断开、S2闭合、滑动变阻器的滑片P滑到中点时，灯泡L恰好正常发光，则电源电压U为多少？

（3）当开关S2、S3断开，S1闭合时，通电5min，电流通过灯泡消耗的电能是多少？

（4）当开关S1、S2、S3都闭合时，调节滑动变阻器的滑片P，在电流不超过电流表量程的情况下，电路消耗的总功率的最大值和最小值分别是多少？

Answer 1

【答案】（1）12Ω；（2）12V；（3）144J；（4）36W、9W

【解析】

（1）由灯泡的铭牌可知：U额＝6V，P额＝3W，

灯泡的电阻为；

（2）当开关S1、S3断开、S2闭合、滑动变阻器的滑片P滑到中点时，滑动变阻器与灯泡串联；因灯泡正常发光，所以灯泡两端的电压为UL＝6V，

电路中的电流为，

变阻器两端的电压，

电源的电压为U＝UR+UL＝6V+6V＝12V；

（3）当开关S2、S3断开，S1闭合时，R1和灯泡串联，

此时电路中的电流为，

灯泡5min消耗的电能为W＝（I′）2RLt＝（0.2A）2×12Ω×5×60s＝144J；

（4）当开关S1、S2、S3都闭合时，R1和滑动变阻器R2并联，

由题意可知干路的最大电流I最大＝3A，

所以电路消耗的总功率的最大值为P最大＝UI最大＝12V×3A＝36W；

滑动变阻器接入电路的电阻最大时，干路的电流最小为：

，

所以电路消耗的总功率的最小值为P最小＝UI最小＝12V×0.75A＝9W。

答：（1）小灯的电阻RL为12Ω；

（2）电源电压为12V；

（3）电流通过灯泡消耗的电能为144J；

（4）电路消耗的总功率的最大值和最小值分别为36W、9W。