Question

5．如圖所示電路中，電源電壓不變，燈L上標有“6V 3W”且電阻保持不變，R₁標有“1A 24Ω”，電壓表量程0～3V，電流表量程為0～3A，當S₁、S₂、S₃均閉合時，燈L正常發(fā)光，電流表示數(shù)為0.8A，則：
（1）電源電壓為多少伏？
（2）電阻R₂的阻值為多少歐？
（3）當S₁、S₃斷開，S₂閉合時，在保證安全的情況下，此電路的最小功率是多少瓦？

Answer 1

分析 （1）當S₁、S₂、S₃都閉合時，燈泡L與電阻R₂并聯(lián)，燈泡正常發(fā)光，燈泡的額定電壓即為電源電壓．
（2）根據I=$\frac{P}{U}$可求通過燈泡的電流，根據并聯(lián)電路電流的規(guī)律求出通過電阻R₂的電流；進一步求出電阻R₂的阻值．
（3）根據P=UI可知，當電路中電流最小時，電路消耗的功率最��；當S₁、S₃斷開，S₂閉合時，R₁、R₂串聯(lián)，根據電壓表的量程、串聯(lián)電路電壓的規(guī)律以及歐姆定律即可求出電路中的最小電流，最后根據P=UI即可求出電路消耗的最小功率．

解答 解：（1）由電路圖可知，當S₁、S₂、S₃都閉合時，燈泡L與電阻R₂并聯(lián)；
此時燈L正常發(fā)光，所以電源電壓為：
U=U_L=6V．
（2）通過燈泡的電流I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A；
通過R₂的電流為：I₂=I-I_L=0.8A-0.5A=0.3A；
電阻R₂=$\frac{U}{{I}_{2}}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω；
（3）當S₁、S₃斷開，S₂閉合時，R₁、R₂串聯(lián)，并且電壓表示數(shù)為3V時，電路中的電流最�。�
則電路中的最小電流：
I_最小=$\frac{U-3V}{{R}_{2}}$=$\frac{6V-3V}{20Ω}$=0.15A；
故電路中的最小功率：
P=UI_最小=6V×0.15A=0.9W．
答：（1）電源電壓為6V；
（2）電阻R₂的阻值為20Ω；
（3）在保證安全的情況下，此電路可產生的最小功率是0.9瓦．

點評 本題考查了學生對串并聯(lián)電路的特點、歐姆定律、電功率公式的掌握和運用，能分析電路圖得出電壓表最大時滑動變阻器接入電路阻值最大，電路電流最小是本題的突破口，靈活選用公式計算是關鍵．難點是對電路的正確分析．