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如圖,電源電壓U=6V,R1=20Ω,滑動變阻器的最大電阻R2=40Ω,小燈泡的額定電壓為12V(燈絲電阻不隨溫度變化),閉合開關S.求:
(1)當開關S1、S2都斷開時,電路的最小電功率是多少?
(2)當開關S1、S2都閉合,滑動變阻器的滑片P在最右端時,電流表的讀數為0.4A.小燈泡的額定功率是多少?
(3)當開關S2閉合,S1斷開時,電流表的最大示數是多少?此時通電5min,電阻R1產生的熱量是多少?

【答案】分析:(1)當開關S閉合S1、S2斷開,滑片P在最右端時,R1與滑動變阻器串聯(lián),電路的總功率最小,根據串聯(lián)電路電阻的特點求出總電阻再根據P=求出其大小;
(2)當開關S、S1、S2都閉合,滑片P在最右端時,燈與滑動變阻器并聯(lián),先根據歐姆定律求出通過滑動變阻器的電流,再根據并聯(lián)電路的電流特點求出通過燈泡的電流,利用R=求出燈泡的電阻,最后根據P=求出小燈泡的額定功率;
(3)當開關S、S2閉合S1斷開,滑片P在最左端時,電路為R1的簡單電路,電流表示數最大,根據歐姆定律求出其大小,再根據Q=I2Rt求出通電5min電阻R1產生的熱量.
解答:解:(1)當開關S閉合S1、S2斷開,滑片P在最右端時,R1與滑動變阻器串聯(lián),電路的總功率最小,
∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,
∴電路中的總電阻R=R1+R2=20Ω+40Ω=60Ω,
此時電路的最小電功率P===0.6W;
(2)當開關S、S1、S2都閉合,滑片P在最右端時,燈與滑動變阻器的最大阻值并聯(lián),
∵并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,
∴U=U=U2=6V,
根據歐姆定律可得,通過滑動變阻器的電流:
I2===0.15A,
∵并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,
∴通過燈泡的電流I=I-I2=0.4A-0.15A=0.25A,
燈泡的電阻:
R===24Ω,
燈泡的額定功率:
P===6W;
(3)當開關S、S2閉合S1斷開,滑片P在最左端時,電路為R1的簡單電路,電流表示數最大,
I===0.3A,
此時通電5min,電阻R1產生的熱量:
Q=I2R1t=(0.3 A)2×20Ω×5×60s=540J.
答:(1)電路的最小功率是0.6W;
(2)小燈泡的額定功率是6W;
(3)電流表的最大示數是0.3A,R1產生的熱量是540J.
點評:本題考查了串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點,以及歐姆定律、電功率公式、電功公式的計算;關鍵是公式、規(guī)律的靈活運用和開關閉合、斷開時電路串并聯(lián)的辨別.
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[  ]

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[     ]
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B.6W 3.5Ω
C.6W 12Ω
D.13.5W 12Ω

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