Question

如圖所示電路中，電源電壓6V恒定，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～3V，燈L₁和
L₂的規(guī)格分別為“6V　1.8W”和“6V 1.2W”，滑動變阻器R的規(guī)格為“50Ω 1.5A”，不計溫度對燈絲電阻的影響．開關(guān)均閉合，P在a端時，電流表的示數(shù)是________A，若兩燈中只允許一盞燈工作，且要求電路元件安全使用，在滑片移動過程中，整個電路消耗的最小電功率是________W．

Answer 1

0.5    0.6
分析：根據(jù)兩燈泡的銘牌可知額定電壓和額定功率，根據(jù)I=求出額定電流，根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻；
（1）開關(guān)均閉合，P在a端時，兩燈泡并聯(lián)，電流表測干路電流，此時燈泡兩端的電壓和兩燈泡的額定電壓相等，通過兩燈泡的電流和額的電流相等，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點求出此時電流表的示數(shù)；
（2）由電路圖可知若兩燈只許一盞燈工作時，兩只燈泡的一只與滑動變阻器串聯(lián)，由歐姆定律可知當滑動變阻器接入電路的電阻最小為0時，兩只燈泡恰好正常工作，從而確定電路中燈泡、電流表、滑動變阻器始終安全；根據(jù)P=UI可知要使整個電路要消耗的電功率最小，只要電路中的電流最小即可；分別串聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律求出當電壓表的示數(shù)最大時，電路中的最小電流，進一步求出最小電功率．
解答：根據(jù)P=UI可得，兩燈泡的額定電流分別為：
I₁===0.3A，I₂===0.2A，
根據(jù)歐姆定律可得，兩燈泡的電阻分別為：
R₁===20Ω，R₂===30Ω；
（1）∵并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
∴此時兩燈泡均正常發(fā)光，通過的電流和額的電流相等，
∵并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
∴此時干路電流表的示數(shù)I=I₁+I₂=0.3A+0.2A=0.5A；
（2）只允許一盞燈接入電路時，應(yīng)是L₁或L₂與滑動變阻器串聯(lián)，
電路中的總電阻R=R₁（或R₂）+R，
∴電路中的電流I==，
當滑動變阻器接入電路的電阻為0時，兩電路中的最大電流為0.3A，
∵0.3A＜0.6A＜1.5A，
∴兩燈泡、電流表、滑動變阻器始終安全，
根據(jù)串聯(lián)電路的電阻分壓特點可知，當電壓表的示數(shù)為3V時，滑動變阻器接入電路的電阻最大，電路中的電流最小，
此時兩燈泡兩端的電壓為U_L=U-U_P=6V-3V=3V，
當讓燈L₁工作時，電路中的最小電流為I₁′===0.15A，
當讓燈L₂工作時，電路中的最小電流為I₂′===0.1A，
所以電路的最小電功率為P_min=UI₂′=6V×0.1A=0.6W．
故答案為：0.5；0.6W．
點評：本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是知道燈泡在額定電壓下通過的電流和額的電流相等，難點是只閉合開關(guān)S₁或S₂時電路最小電流的確定．