Question

小紅同學自制了一個卡通福娃，她想用亮度可調節的紅、綠燈做它的眼睛．她選用規格為“6 V　3 W”的紅燈和“6 V　6 W”的綠燈及“18 Ω　1.5 A”的滑動變阻器等元件設計了如下電路．當閉合開關S、S₁、S₂、滑動變阻器的滑片P移至b端時，兩燈都正常發光(電源電壓不變)．問：

(1)電源電壓為多少伏？

(2)兩燈都正常發光時電流表的示數為多少？

(3)S、S₂閉合、S₁斷開，電流表示數為0.25 A時．滑動變阻器連入電路的電阻為多少？

(4)該電路中最大電功率和最小電功率分別為多少？

Answer 1

答案：
解析：

解析：（1）S、S1、S2都閉合、滑片P在b端時，兩燈并聯，R1＝0，因為兩燈都正常發光，所以電源電壓U＝6 V。 　　（2）兩燈都正常發光時，A的示數為干路上的電路， 　　I＝I紅＋I綠＝3W/6V＋6W/6V＝1.5 A 　　(3)當S、S2閉合，S1斷開時，變阻器R1與L綠串聯。 　　R綠＝U綠2/P綠＝（6V）2/6W＝6 Ω 　　總電阻R＝U/I＝6V/0.25A＝24 Ω，滑動變阻器連入電路的電阻R1＝R－R綠＝24 Ω－6 Ω＝18 Ω 　　（4）當S、S1、S2都閉合，滑片P在b端時，滑動變阻器的電阻為0，兩燈并聯并且兩燈都正常發光，此時總電阻最小，電路中的電功率最大，Pmax＝6W＋3W＝9W；當S、S1閉合、S2斷開，滑片P在a端時，滑動變阻器與紅燈串聯，此時總電阻最大，電路中的電功率最小，此時R1＝18 Ω，Rxa ＝U紅2/P紅＝（6V）2/3W＝12 Ω 　　最小功率Pmin＝U2/（R1＋R紅）＝(6 V)2/(18 Ω＋12 Ω)＝1.2 W

提示：

本題屬于一道電學綜合性，考查了電路的判斷、歐姆定律、電功和電功率等，體現了新課標中加強學生應用所學知識分析和解決問題的能力及綜合思維能力．