Question

【题目】如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L上标有“6V 3W”字样，电阻R1=40Ω，电压表的量程为0～3V，当开关S1断开，S2、S3闭合时，灯泡L恰好正常发光．（不考虑温度对电阻的影响）

（1）求灯泡L正常工作时的电阻和电源电压．

（2）当闭合S1，断开S2、S3，且把滑动变阻器R2的滑片滑到最右端时，电流表的示数为0．1A，滑动变阻器的最大阻值为多大？

（3）当断开S1、S2，闭合S3时，在保证电路安全的条件下，灯泡L消耗的最小功率为多少？并求出此种情况下电路1min 消耗的电能．

Answer 1

【答案】（1）12Ω；6V；（2）20Ω；（3）0．75W；90J

【解析】试题分析：（1）当开关S1断开，S2、S3闭合时，R1断路，R2被短路，灯泡L恰好正常发光，电源电压U=U额=6V；由P=得：灯泡L正常工作时的电阻：RL===12Ω；

（2）当闭合S1，断开S2、S3，R1和R2串联，把滑动变阻器R2的滑片滑到最右端时，滑动变阻器阻值最大，

由I=得：电路总电阻：R===60Ω，

滑动变阻器的最大阻值：R滑=R﹣R1=60Ω﹣40Ω=20Ω；

（3）当断开S1、S2，闭合S3时，灯泡和滑动变阻器串联，电压表示数为3V时，电路中的电流最小；

则电路中的最小电流：I最小===0．25A，

灯泡消耗的最小功率：P=I2RL=（0．25A）2×12Ω=0．75W；

电路消耗的电能：W=UI最小t=6V×0．25A×60s=90J