Question

如圖所示，電源電壓不變；燈L₂上標(biāo)有“6V、3W“字樣，L_l銘牌模糊不滑，滑動(dòng)變阻器的最大阻值R為30Ω，當(dāng)開關(guān)S₁、S₂，S₃都閉合時(shí)，Ll較暗，燈L₂正常發(fā)光．此時(shí)斷開S₁時(shí)，電流表示數(shù)減小了0.2A．（設(shè)燈絲電阻不變）求：
（1）燈L₂的阻值；
（2）電源電壓；
（3）燈L_l的阻值；
（4）開關(guān)及滑動(dòng)變阻器分別處于什么狀態(tài)，整個(gè)電路功率最小并計(jì)算其值．（0除外）

Answer 1

解：S₁、S₂、S₃都閉合時(shí)，燈L與電阻R₁并聯(lián)，電阻R被短路；當(dāng)斷開S₁時(shí)，此時(shí)電路中只有L₂工作．
（1）燈泡L₂的阻值：R_L2===12Ω；
（2）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂、S₃都閉合時(shí)，燈L₂正常發(fā)光．燈L₁與L₂并聯(lián)，電阻R被短路，
故燈泡L2的額定電壓即為電源電壓，U=U_L1=U_L2=6V；
（3）S₁斷開時(shí)，電流表的示數(shù)減小0.2A，
即I_L1=0.2A，
燈L_l的阻值R_L1===30Ω；
（4）S₁閉合、S₂、S₃斷開，滑動(dòng)變阻器的滑片移到最右端時(shí)，整個(gè)電路功率最��；
最小值為：P_min===0.6W．
答：（1）燈L₂的阻值為12Ω；
（2）電源電壓為6V；
（3）燈L_l的阻值為30Ω；
（4）滑動(dòng)變阻器的滑片移到最右端時(shí)，整個(gè)電路功率最小為0.6W．
分析：（1）由燈泡的銘牌可知額定電壓和額定功率，根據(jù)R=可求燈泡L₂的阻值；
（2）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂、S₃都閉合時(shí)，燈L₂正常發(fā)光．燈L₁與L₂并聯(lián)，電阻R被短路．故燈泡兩端的電壓即是電源電壓．
（3）當(dāng)斷開S₁時(shí)，此時(shí)電路中只有燈泡L₂工作，減少了L₁支路的電流，故開關(guān)S₁、S₂、S₃都閉合時(shí)通過R₁支路的電流為0.2A，根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律求出燈L_l的阻值．
（4）根據(jù)P=可知，在電源的電壓不變，電路中的總電阻最大時(shí)整個(gè)電路功率最��；由電路圖可知當(dāng)L₁和滑動(dòng)變阻器的最大阻值串聯(lián)時(shí)電路中的電阻最大，即S₁閉合、S₂、S₃斷開；根據(jù)電阻的串聯(lián)特點(diǎn)和電功率公式求出最小值．
點(diǎn)評：本題是一道難題，綜合性較強(qiáng)，考查的內(nèi)容較多．要求會(huì)辨別串、并聯(lián)，會(huì)用歐姆定律計(jì)算，知道串、并聯(lián)電路的電壓規(guī)律，電流規(guī)律，電阻規(guī)律．