Question

【題目】如圖所示，電源電壓為9V保持不變，小燈泡標有“6V 3W”，滑動變阻器的最大阻值為24Ω，電流表的量程為0～3A。當開關S1、S2斷開，S3閉合時，小燈泡恰能正常發光；那么當開關S1、S2、S3都閉合時，要保護電路各元件安全，R2的最小阻值是Ω，分析開關和滑動變阻器的各種變化情況，得出整個電路工作時消耗的最小功率是W。

Answer 1

【答案】6；2.25
【解析】解：（1）當開關S1、S2斷開，S3閉合時，R1與L串聯，
因串聯電路中各處的電流相等，且小燈泡恰能正常發光，
所以，由P=UI可得，電路中的電流：
I= = =0.5A，
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R1兩端的電壓：
U1=U﹣UL=9V﹣6V=3V，
由I= 可得，R1的阻值：R1= = =6Ω；
當開關S1、S2、S3都閉合時，R1與R2并聯，電流表測干路電流，
因并聯電路中各支路兩端的電壓相等，
所以，通過R1的電流：
I1= = =1.5A，
當電流表的示數I大=3A時，通過R2的電流最大，R2接入電路中的電阻最小，
因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，R2的最大電流：
I2=I大﹣I1=3A﹣1.5A=1.5A，
則R2的最小阻值：
R2小= = =6Ω；
2）燈泡的電阻：
RL= = =12Ω，
當只閉合開關S1且滑片位于左端時，電路消耗的總功率最小，
整個電路工作時消耗的最小功率：
P小= = =2.25W。
所以答案是：6；2.25。
【考點精析】本題主要考查了歐姆定律及其應用和電功率的計算公式的相關知識點，需要掌握歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R才能正確解答此題．