Question

【題目】如圖所示的電路中，小燈泡上標有“6V 3.6W”字樣，滑動變阻器R1的最大電阻為40Ω．當只閉合S、S2，滑動變阻器的滑片P在中點時，小燈泡正常發光；當所有開關都閉合，滑片滑到A端時，A1、A2的示數之比是3：1（燈的電阻保持不變）。求：

（1）電源電壓。

（2）當只閉合S、S2，滑動變阻器的滑片P在A端時，小燈泡兩端的實際電壓。

（3）小燈泡消耗的最小電功率（不能為0）。

Answer 1

【答案】（1）18V（2）3.6V（3）0.4W

【解析】

（1）根據小燈泡上標有“6V 3.6W”字樣含義，根據P=UI求燈的額定電流：由歐姆定律求燈正常發光時的電阻；當只閉合S、S2，滑動變阻器的滑片P在中點時，燈與變阻器串聯，小燈泡正常發光，故燈的電壓為6V，電路中的電流為0.6A，根據歐姆定律和串聯電路電壓的規律求電源電壓；

（2）當只閉合S、S2，滑動變阻器的滑片P在A端時，燈與變阻器的最大電阻串聯，根據電阻的串聯和歐姆定律求小燈泡兩端的實際電壓；

（3）所有開關都閉合，滑片滑到A端時，R2與變阻器的最大電阻并聯，分析電流表測量的電流，根據并聯電路電流的規律分流原理求R2的大小，由圖知，當R2與燈串聯，即閉合S3時，電路的總電阻最大，電路的電流最小，由歐姆定律求出燈的最小電流，根據求小燈泡消耗的最小電功率。

（1）燈的額定電流：，燈正常發光時的電阻：

，

當只閉合S、S2，滑動變阻器的滑片P在中點時，燈與變阻器串聯，小燈泡正常發光，故燈的電壓為6V，電路中的電流為0.6A，根據歐姆定律和串聯電路電壓的規律，電源電壓：

；

（2）當只閉合S、S2，滑動變阻器的滑片P在A端時，燈與變阻器的最大電阻串聯，

，

小燈泡兩端的實際電壓：；

（3）所有開關都閉合，滑片滑到A端時，R2與變阻器的最大電阻并聯，電流表A2測R2的電流，電流表A1測總電流，A1、A2的示數之比是3：1，根據并聯電路電流的規律，通過變阻器的電流為R2的2倍，電壓一定時，電流與電阻成反比，所以；

由圖知，當R2與燈串聯，即閉合S3時，電路的總電阻最大，電路的電流最小，

，

故小燈泡消耗的最小電功率：。