Question

16．如圖所示，電源為低壓可調(diào)電源，L₁，L₂分別標有“9V，3W”“12V，6W”的字樣，滑動變阻器上標有“40Ω，1A”的字樣，電流表A₁的量程為0～3A，A₂的量程為0～0.6A，電壓表V的量程為0～15V．當電源電壓調(diào)至12V，S₁，S₂均閉合時，求變阻器上允許消耗的功率是3.6W≤P≤12W．

Answer 1

分析 由電路圖可知，S₁，S₂均閉合時，燈泡L₂與滑動變阻器R₃并聯(lián)，電流表A₁測干路電流，電流表A₂測L₂支路的電流，當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時變阻器消耗的電功率最小，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點和P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出消耗的最小功率；此時燈泡L₂兩端的電壓和額定電壓相等，燈泡正常發(fā)光，根據(jù)P=UI求出通過燈泡的電流，根據(jù)電流表A₁的量程和滑動變阻器允許通過的最大電流確定通過滑動變阻器的最大電流，根據(jù)P=UI求出變阻器的最大功率，然后得出答案．

解答 解：由電路圖可知，S₁，S₂均閉合時，燈泡L₂與滑動變阻器R₃并聯(lián)，電流表A₁測干路電流，電流表A₂測L₂支路的電流，
當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，變阻器消耗的電功率最小，
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
所以，變阻器消耗的最小功率：
P_3小=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{3}}$=$\frac{（12V）^{2}}{40Ω}$=3.6W，
因燈泡L₂兩端的電壓和額定電壓相等，
所以，由P=UI可得，通過L₂的電流：
I₂=$\frac{{P}_{2}}{{U}_{2}}$=$\frac{6W}{12V}$=0.5A，
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，當電流表A₁的示數(shù)為3A時，通過滑動變阻器的電流為2.5A，而這個電流大于變阻器允許通過的最大電流1A，
所以，通過滑動變阻器的最大電流為1A，此時變阻器消耗的電功率最大，
P_3大=UI_3大=12V×1A=12W，
綜上可知，變阻器上允許消耗的功率是3.6W≤P≤12W．
故答案為：3.6；12．

點評 本題考查了并聯(lián)電路的特點和電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是電路串并聯(lián)電路的辨別以及通過滑動變阻器最大電流的確定．