Question

【题目】如图所示，电源电压为9V保持不变，小灯泡标有“6V 3W”，滑动变阻器的最大阻值为24Ω，电流表的量程为0～3A。当开关S1、S2断开，S3闭合时，小灯泡恰能正常发光；那么当开关S1、S2、S3都闭合时，要保护电路各元件安全，R2的最小阻值是Ω，分析开关和滑动变阻器的各种变化情况，得出整个电路工作时消耗的最小功率是W。

Answer 1

【答案】6；2.25
【解析】解：（1）当开关S1、S2断开，S3闭合时，R1与L串联，
因串联电路中各处的电流相等，且小灯泡恰能正常发光，
所以，由P=UI可得，电路中的电流：
I= = =0.5A，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R1两端的电压：
U1=U﹣UL=9V﹣6V=3V，
由I= 可得，R1的阻值：R1= = =6Ω；
当开关S1、S2、S3都闭合时，R1与R2并联，电流表测干路电流，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，通过R1的电流：
I1= = =1.5A，
当电流表的示数I大=3A时，通过R2的电流最大，R2接入电路中的电阻最小，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，R2的最大电流：
I2=I大﹣I1=3A﹣1.5A=1.5A，
则R2的最小阻值：
R2小= = =6Ω；
2）灯泡的电阻：
RL= = =12Ω，
当只闭合开关S1且滑片位于左端时，电路消耗的总功率最小，
整个电路工作时消耗的最小功率：
P小= = =2.25W。
所以答案是：6；2.25。
【考点精析】本题主要考查了欧姆定律及其应用和电功率的计算公式的相关知识点，需要掌握欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）；计算电功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中单位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）计算电功率还可用公式：P=I2R和P= U2/R才能正确解答此题．