Question

【题目】如图所示，灯泡L标有“6V 3W”，R1的电阻为5Ω，变阻器标有“20Ω 1A”的字样，电流表的量程为0～3A，电压表的量程为0～3V．当开关S1、S2、S3都闭合时，灯泡L恰好正常发光．（设灯泡电阻不随温度而改变）求：

（1）灯泡L的电阻和电源电压_____,___-；

（2）开关S1、S2、S3都闭合时，电流表和电压表的示数____-,____-；

（3）开关S1 闭合，S2、S3断开时，在保证电路中各元件安全工作的情况下，电阻R1消耗的最小电功率____．

Answer 1

【答案】 6V 12Ω 0V 1.7A 1.8W

【解析】(1)由P＝UI可得，灯泡L正常工作时的电流：IL＝＝0.5A，由I可得，灯泡的电阻：RL＝12Ω；由图知,当S1、S2、S3均闭合时,R1与L并联，灯泡L恰好正常发光，由并联电路电压特点知电源电压：U＝U1＝UL＝6V；(2)当S1、S2、S3均闭合时,R1与L并联,电流表测干路电流,R2被短路，所以电压表示数为0V，灯泡正常发光,通过灯泡的电流IL＝0.5A，由可得通过R1的电流：I1＝ ＝1.2A，由并联电路电流特点可得电流表的示数：I＝I1IL＝1.2A+0.5A＝1.7A；(3)当闭合S1,断开S2、S3时,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流，电压表的量程为03V,所以当电压表的示数U2＝3V时，变阻器接入电路的阻值最大,电路中的电流最小，R1功率最小，此时R1两端的电压：＝UU2＝6V3V＝3V，由串联电路特点和欧姆定律可得，此时电路中的最小电流：I′＝ ＝0.6A，由P＝UI可得,R1的最小总功率：P1＝I′＝3V×0.6A＝1.8W.