Question

1．如圖所示電路，電源電壓不變，R₁=12Ω，小燈泡標(biāo)有“6V3W”（電阻不變）．
求：
（1）當(dāng)只閉合S₁時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，則電源電壓為多大？
（2）當(dāng)S₁、S₂、S₃都閉合時(shí)，將滑片P移動(dòng)到b端，電流表的示數(shù)為1.2A，則滑動(dòng)變阻器的最大阻值是多少？
（3）電路消耗的最小功率是多少？

Answer 1

分析 （1）當(dāng)只閉合S₁時(shí)，分析電路，根據(jù)小燈泡正常發(fā)光時(shí)的特點(diǎn)結(jié)合串聯(lián)電路的規(guī)律求電源電壓；
（2）當(dāng)S₁、S₂、S₃都閉合時(shí)，將滑片P移動(dòng)到b端，分析電流連接，根據(jù)并聯(lián)電路的規(guī)律解題；
（3）根據(jù)P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，在電壓U不變時(shí)，電阻越大，電路的總功率會(huì)越小，據(jù)此解題．

解答 解：
（1）由圖可知，當(dāng)只閉合S₁時(shí)，L與R₁串聯(lián)接入電路，此時(shí)小燈泡正常發(fā)光，
小燈泡的電阻：R_燈=$\frac{{U}_{額}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω，
此時(shí)電路中電流（即小燈泡正常工作時(shí)的電流）：I_串=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A；
電源電壓：U=I_串（R₁+R_燈）=0.5A×（12Ω+12Ω）=12V；
（2）當(dāng)S₁、S₂、S₃都閉合時(shí)，將滑片P移動(dòng)到b端，R₂全部接入電路且與R₁并聯(lián)，燈泡L被短路，電流表測(cè)干路電流I=1.2A，
通過(guò)R₁電流：I₁=$\frac{U}{{R}_{1}}$=$\frac{12V}{12Ω}$=1A，
R₂的最大阻值：R_2大=$\frac{U}{{I}_{2}}$=$\frac{U}{I-{I}_{1}}$=$\frac{12V}{1.2A-1A}$=60Ω；
（3）由圖可知，當(dāng)閉合S₃，斷開S₁、S₂，滑片滑至b端時(shí)，燈泡L與R₂的最大阻值串聯(lián)接入電路，此時(shí)電路的總電阻最大，總功率最小，
R_總=R_L+R_2大=12Ω+60Ω=72Ω，
電路消耗的最小功率：P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{總}(cāng)}$=$\frac{（12V）^{2}}{72Ω}$=2W．
答：（1）當(dāng)只閉合S₁時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，電源電壓為12V；
（2）當(dāng)S₁、S₂、S₃都閉合時(shí)，將滑片P移動(dòng)到b端，電流表的示數(shù)為1.2A，則滑動(dòng)變阻器的最大阻值是60Ω；
（3）電路消耗的最小功率是2W．

點(diǎn)評(píng) 本題由于不同開關(guān)的斷開與閉合，引起電阻間的連接方式的改變，要掌握串并聯(lián)電路的特點(diǎn)，理解用電器正常工作時(shí)的規(guī)律．