Question

5．如圖所示電路中，電源電壓不變，燈L上標(biāo)有“6V 3W”且電阻保持不變，R₁標(biāo)有“1A 24Ω”，電壓表量程0～3V，電流表量程為0～3A，當(dāng)S₁、S₂、S₃均閉合時(shí)，燈L正常發(fā)光，電流表示數(shù)為0.8A，則：
（1）電源電壓為多少伏？
（2）電阻R₂的阻值為多少歐？
（3）當(dāng)S₁、S₃斷開(kāi)，S₂閉合時(shí)，在保證安全的情況下，此電路的最小功率是多少瓦？

Answer 1

分析 （1）當(dāng)S₁、S₂、S₃都閉合時(shí)，燈泡L與電阻R₂并聯(lián)，燈泡正常發(fā)光，燈泡的額定電壓即為電源電壓．
（2）根據(jù)I=$\frac{P}{U}$可求通過(guò)燈泡的電流，根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律求出通過(guò)電阻R₂的電流；進(jìn)一步求出電阻R₂的阻值．
（3）根據(jù)P=UI可知，當(dāng)電路中電流最小時(shí)，電路消耗的功率最��；當(dāng)S₁、S₃斷開(kāi)，S₂閉合時(shí)，R₁、R₂串聯(lián)，根據(jù)電壓表的量程、串聯(lián)電路電壓的規(guī)律以及歐姆定律即可求出電路中的最小電流，最后根據(jù)P=UI即可求出電路消耗的最小功率．

解答 解：（1）由電路圖可知，當(dāng)S₁、S₂、S₃都閉合時(shí)，燈泡L與電阻R₂并聯(lián)；
此時(shí)燈L正常發(fā)光，所以電源電壓為：
U=U_L=6V．
（2）通過(guò)燈泡的電流I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A；
通過(guò)R₂的電流為：I₂=I-I_L=0.8A-0.5A=0.3A；
電阻R₂=$\frac{U}{{I}_{2}}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω；
（3）當(dāng)S₁、S₃斷開(kāi)，S₂閉合時(shí)，R₁、R₂串聯(lián)，并且電壓表示數(shù)為3V時(shí)，電路中的電流最�。�
則電路中的最小電流：
I_最小=$\frac{U-3V}{{R}_{2}}$=$\frac{6V-3V}{20Ω}$=0.15A；
故電路中的最小功率：
P=UI_最小=6V×0.15A=0.9W．
答：（1）電源電壓為6V；
（2）電阻R₂的阻值為20Ω；
（3）在保證安全的情況下，此電路可產(chǎn)生的最小功率是0.9瓦．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)串并聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律、電功率公式的掌握和運(yùn)用，能分析電路圖得出電壓表最大時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路阻值最大，電路電流最小是本題的突破口，靈活選用公式計(jì)算是關(guān)鍵．難點(diǎn)是對(duì)電路的正確分析．