Question

【題目】如圖所示，電源電壓U＝6V且保持不變，R1＝10Ω，R2是最大阻值為60Ω的滑動變阻器，L是標有“6V 0.72W’’字樣的燈泡，燈泡燈絲電阻不變．

（1）當R2的滑片P到最左端時，要使燈泡L正常發(fā)光，S1、S2各應(yīng)處于什么狀態(tài)？

（2）當S1、S2都斷開，5分鐘內(nèi)燈泡L消耗的電能是多少？

（3）調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，閉合S1、S2．當電流表示數(shù)最小時，整個電路消耗的電功率是多少？

Answer 1

【答案】（1）S1閉合，S2斷開；（2）150J （3）1.32W

【解析】

由題知，燈的額定電壓等于電源電壓，當R2的滑片滑到最左端時，滑動變阻器連入電阻為0，為使燈正常發(fā)光，R1不連入，R2支路斷開，據(jù)此分析判斷；當S1、S2都斷開時，R1和電燈串聯(lián)，根據(jù)電燈的額定電壓和額定功率可求燈絲電阻，已知R1電阻，可求電路中的電流，又知道通電時間，可求出電燈消耗的電能；當S1、S2都閉合時，R2與燈并聯(lián)，電流表測的是干路電流，當滑動變阻器的電阻全連入時，干路電流最小、電流表的示數(shù)最小，先求出通過燈的電流，再求出通過滑動變阻器的電流，進而求出干路電流，再利用P=UI求整個電路消耗的電功率。

解：（1）由題知，當R2的滑片滑到最左端時，滑動變阻器連入電阻為0，若閉合S2，電燈將被短路，所以S2應(yīng)斷開；為使燈正常發(fā)光，燈的兩端的電壓應(yīng)等于電源電壓，應(yīng)閉合S1，使R1不連入；這樣，電路中只有電燈接在電源上，能正常發(fā)光；

（2）當S1、S2都斷開時，R1和電燈串聯(lián)，，

電路中的電流，

5分鐘內(nèi)燈泡L消耗的電能：

WL=I2RLt=（0.1A）2×50Ω×5×60s=150J；

（3）當S1、S2都閉合時，R2與燈并聯(lián)，當滑動變阻器的電阻全連入時，干路電流最小、電流表的示數(shù)最小，

通過電阻R2的電流，通過小燈泡的電流

干路電流也就是電流表的示數(shù)：

I=I2+IL=0.1A+0.12A=0.22A，

整個電路消耗的電功率是