Question

如圖所示，電源電壓恒定，定值電阻R₁＝5Ω，滑動(dòng)變阻器R₂的最大阻值為12Ω，小燈泡L上標(biāo)有“3V　1.5W”的字樣，電流表的最大量程為3A．

(1)閉合S₂，斷開S₁、S₃，滑動(dòng)變阻器的滑片P在a、b的中點(diǎn)時(shí)，燈泡恰好正常發(fā)光，求電源電壓？

(2)閉合S₁、S₂、S₃，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，在不超過電流表量程的情況下，求變阻器R₂在10s內(nèi)消耗的最大電能是多少？

(3)總電路消耗的最小電功率是多大？

Answer 1

答案：
解析：

(1)閉合S2，斷開S1、S3時(shí)，燈泡與R2串聯(lián)后接在電源兩端，燈泡正常發(fā)光時(shí)，通過燈泡的電流為IL＝＝＝0.5A，所以，電源電壓為U＝UL＋＝UL＋I(xiàn)L·＝3V＋0.5A×＝6V 　　(2)閉合S1、S2、S3時(shí)，R1與R2并聯(lián)后接在電源兩端，當(dāng)總電路的電流為電流表最大量程即I＝3A時(shí)，R2消耗的電能最大，此時(shí)流過R1的電流為I1＝＝＝1.2A，流過R2的電流為I2＝I－I1＝I1＝3A－1.2A＝1.8A，所以，R2在10s內(nèi)消耗的最大電能為＝UI2t＝6V×1.8A×10s＝108J 　　(3)依題知，當(dāng)閉合S2，斷開S1、S3，滑動(dòng)變阻器的滑片P滑到b點(diǎn)時(shí)，燈泡與R2串聯(lián)后接在電源兩端，此時(shí)電路中的總電阻最大，總電路消耗的電功率最小，而燈泡的電阻為RL＝＝＝6Ω，所以，總電路消耗的最小電功率為Pmin＝＝＝2W