Question

如圖所示，L是“12V 6W”的小燈泡，R₁是定值電阻，R₂是最大阻值為24Ω的滑動變阻器，電源電壓和燈泡的電阻不變．閉合開關S、S₁，變阻器滑片P在b端時，燈泡恰能正常發光，這時電流表示數為0.9A．則（ ）

A．電源電壓是6V
B．R₁的阻值為12Ω
C．當閉合S、斷開S₁時，小燈泡消耗的最小功率為1.5W
D．當閉合S、S₁時，電路消耗的最大功率為15W

Answer 1

【答案】分析：已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據I=求出燈泡的額定電流，根據歐姆定律求出燈泡的電阻．
當閉合開關S、S₁，變阻器滑片P在b端時，燈泡L與電阻R₁并聯，此時電路中的電流最大；此時燈泡正常工作的電壓和電源的電壓相等，根據并聯電路的電流特點求出通過R₁的電流，根據歐姆定律求出電阻R₁的阻值，利用P=UI求出此時電路的最大功率．
當閉合S、斷開S₁時，燈泡L與滑動變阻器串聯，由P=UI可知當電路中的電流最小時電路的電功率最小，由歐姆定律可知滑動變阻器接入電路的電阻最大時電路中的電流最小，據此求出電路的最小電功率．
解答：解：燈泡的額定電流為I_L===0.5A，燈泡的電阻為R_L===24Ω；
當閉合開關S、S₁，變阻器滑片P在b端時，燈泡L與電阻R₁并聯，
燈泡恰能正常發光，所以電源的電壓為U=U_L=12V；
通過電阻R₁的電流為I₁=I-I_L=0.9A-0.5A=0.4A，
所以電阻R₁的阻值為R₁===30Ω；
此時電路消耗的最大功率為P_最大=UI=12V×0.9A=10.8W；
當閉合S、斷開S₁時，燈泡L與滑動變阻器串聯，
電路中的最小電流為I₂===0.25A，
此時燈泡的最小功率為P_最小=I₂²R_L=（0.25A）²×24Ω=1.5W；
故選C．
點評：本題考查了串聯電路和并聯電路的特點和歐姆定律，以及電功率的計算，關鍵是開關閉合、斷開時電路串并聯的辨別，以及電路最大和最小電功率的判斷．