Question

16．如圖所示的電路，小燈泡L標(biāo)有“6V  3W”的字樣，滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“20Ω  1A”字樣，電流表使用“0-3A”的量程．電源電壓恒定，燈絲電阻保持不變，當(dāng)閉臺(tái)開(kāi)關(guān)S時(shí)，小燈泡正常發(fā)光．求：
（1）小燈泡正常工作時(shí)的電流；
（2）小燈泡正常工作60s電流做的功；
（3）滑動(dòng)變阻器的滑片P移至b端時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率；
（4）在保證電路安全工作的情況下，滑動(dòng)變阻器允許接入電路中的最小阻值．

Answer 1

分析 （1）燈泡正常工作時(shí)的功率和額定功率相等，根據(jù)P=UI求出正常工作時(shí)的電流；
（2）根據(jù)W=Pt求出正常工作60s電流做的功；
（3）根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等可知電源的電壓，滑動(dòng)變阻器的滑片P移至b端時(shí)接入電路中的電阻最大，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出滑動(dòng)變阻器消耗的功率；
（4）比較電流表的量程和滑動(dòng)變阻器勻速通過(guò)的最大電流確定通過(guò)滑動(dòng)變阻器的最大電流，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值．

解答 解：（1）由P=UI可得，燈泡正常工作時(shí)的電流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A；
（2）由P=$\frac{W}{t}$可得，正常工作60s電流做的功：
W_L=P_Lt=3W×60s=180J；
（3）因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且燈泡正常工作，
所以，電源的電壓U=U_L=6V，
滑動(dòng)變阻器的滑片P移至b端時(shí)，接入電路中的電阻最大，
則滑動(dòng)變阻器消耗的功率：
P_R=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{{（6V）}^{2}}{20Ω}$=1.8W；
（4）因滑動(dòng)變阻器的最大電流為1A，電流表的量程為0～3A，
所以，通過(guò)滑動(dòng)變阻器的最大電流I_R=1A，
則滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值：
R_小=$\frac{U}{{I}_{R}}$=$\frac{6V}{1A}$=6Ω．
答：（1）小燈泡正常工作時(shí)的電流為0.5A；
（2）小燈泡正常工作60s電流做的功為180J；
（3）滑動(dòng)變阻器的滑片P移至b端時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率為1.8W；
（4）在保證電路安全工作的情況下，滑動(dòng)變阻器允許接入電路中的最小阻值為6Ω．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電功率公式、電功公式、歐姆定律的應(yīng)用，要注意燈泡正常發(fā)光時(shí)電壓和額定電壓相等、功率和額定功率相等．