Question

【題目】如圖所示，電源電壓恒定，小燈泡R1上標有“6V3W”字樣（忽略燈絲電阻變化），滑動變阻器R2銘牌上標有“20Ω0.4A”字樣，定值電阻R3=8Ω，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～3V，若閉合S2、斷開S1、S3，此時電流表示數(shù)為0.3A，則電源電壓為______V；若閉合S3，斷開S1、S2，在保證電路安全的情況下，整個電路消耗的電功率最大值與最小值之差為____W．

Answer 1

【答案】 6 0.9

【解析】由P=U2/R可得，燈泡的電阻：R1 =U12/P1=(6V)2/3W=12Ω，閉合S2 、斷開S1 、S3 時，R1 與R3 串聯(lián)，電流表測電路中的電流，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，由I=U/R可得，電源的電壓：U=I（R1 +R3 ）=0.3A×（12Ω+8Ω）=6V；

閉合S3 ，斷開S1 、S2 時，R1 與R2 串聯(lián)，電壓表測R2 兩端的電壓，電流表測電路中的電流，燈泡的額定電流：I1 =U1/R1=3W/6V=0.5A，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且電流表的量程為0～0.6A，滑動變阻器允許通過的最大電流為0.4A，所以，電路中的最大電流I大 =0.4A，此時電路消耗的電功率最大，則P大 =UI大 =6V×0.4A=2.4W，當電壓表的示數(shù)U2大 =3V時，電路中的電流最小，電路消耗的總功率最小，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，R1 兩端的電壓： U1 ′=U-U2大 =6V-3V=3V，此時電路中的電流：I小 =U1′/R1=3V/12Ω=0.25A，電路消耗的最小總功率：P小 =UI小 =6V×0.25A=1.5W，則整個電路消耗的電功率最大值與最小值之差：△P=P大 -P小 =2.4W-1.5W=0.9W。