Question

【題目】如圖所示的電路中，小燈泡上標(biāo)有“6V 3.6W”字樣，滑動(dòng)變阻器R1的最大電阻為40Ω．當(dāng)只閉合S、S2，滑動(dòng)變阻器的滑片P在中點(diǎn)時(shí)，小燈泡正常發(fā)光；當(dāng)所有開關(guān)都閉合，滑片滑到A端時(shí)，A1、A2的示數(shù)之比是3：1（燈的電阻保持不變）。求：

（1）電源電壓。

（2）當(dāng)只閉合S、S2，滑動(dòng)變阻器的滑片P在A端時(shí)，小燈泡兩端的實(shí)際電壓。

（3）小燈泡消耗的最小電功率（不能為0）。

Answer 1

【答案】（1）18V（2）3.6V（3）0.4W

【解析】

（1）根據(jù)小燈泡上標(biāo)有“6V 3.6W”字樣含義，根據(jù)P=UI求燈的額定電流：由歐姆定律求燈正常發(fā)光時(shí)的電阻；當(dāng)只閉合S、S2，滑動(dòng)變阻器的滑片P在中點(diǎn)時(shí)，燈與變阻器串聯(lián)，小燈泡正常發(fā)光，故燈的電壓為6V，電路中的電流為0.6A，根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路電壓的規(guī)律求電源電壓；

（2）當(dāng)只閉合S、S2，滑動(dòng)變阻器的滑片P在A端時(shí)，燈與變阻器的最大電阻串聯(lián)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求小燈泡兩端的實(shí)際電壓；

（3）所有開關(guān)都閉合，滑片滑到A端時(shí)，R2與變阻器的最大電阻并聯(lián)，分析電流表測(cè)量的電流，根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律分流原理求R2的大小，由圖知，當(dāng)R2與燈串聯(lián)，即閉合S3時(shí)，電路的總電阻最大，電路的電流最小，由歐姆定律求出燈的最小電流，根據(jù)求小燈泡消耗的最小電功率。

（1）燈的額定電流：，燈正常發(fā)光時(shí)的電阻：

，

當(dāng)只閉合S、S2，滑動(dòng)變阻器的滑片P在中點(diǎn)時(shí)，燈與變阻器串聯(lián)，小燈泡正常發(fā)光，故燈的電壓為6V，電路中的電流為0.6A，根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，電源電壓：

；

（2）當(dāng)只閉合S、S2，滑動(dòng)變阻器的滑片P在A端時(shí)，燈與變阻器的最大電阻串聯(lián)，

，

小燈泡兩端的實(shí)際電壓：；

（3）所有開關(guān)都閉合，滑片滑到A端時(shí)，R2與變阻器的最大電阻并聯(lián)，電流表A2測(cè)R2的電流，電流表A1測(cè)總電流，A1、A2的示數(shù)之比是3：1，根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律，通過變阻器的電流為R2的2倍，電壓一定時(shí)，電流與電阻成反比，所以；

由圖知，當(dāng)R2與燈串聯(lián)，即閉合S3時(shí)，電路的總電阻最大，電路的電流最小，

，

故小燈泡消耗的最小電功率：。