如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L上标有“6V3W”字样，电阻R1=40Ω，电压表的量程为0～3V，当开关S...

问题详情：

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*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．

【回答】

【考点】欧姆定律的应用；电功的计算；电功率的计算．

【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，得出电源电压；根据P=求出灯泡L正常工作时的电阻；

（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，根据I=求出总电阻，再求出滑动变阻器的最大阻值；

（3）当断开S1、S2，闭合S3时，灯泡和滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端电压，根据电压表的量程、串联电路电压的规律以及欧姆定律即可求出电路中的最小电流，最后根据P=I2R即可求出灯泡消耗的最小功率；

根据W=UIt求出电路消耗的电能．

【解答】解：（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．

答：（1）灯泡L正常工作时的电阻12Ω；电源电压6V；

（2）滑动变阻器的最大阻值为20Ω；

（3）灯泡L消耗的最小功率为0.75W；

电路消耗的电能90J．

知识点：电功率单元测试

题型：计算题