Question

某校同學在研究用電器的電功率時連接了如圖所示的電路，電路中電源兩端電壓保持不變．當閉合開關S₁滑動變阻器的滑片P移動到a時，閉合開關S₂、S₃與斷開S₂、S₃，電流表的變化范圍為0.4A～0.1A，電壓表的變化范圍為6V～4V；當斷開開關S₂和S₃，滑動變阻器的滑片P移動到距a點時小燈泡L正常發(fā)光．求：
（1）小燈泡L的額定功率
（2）當開關S₂和S₃都閉合時，電路消耗的最小功率．

Answer 1

解：（1）當閉合開關S₁滑動變阻器的滑片P移動到a端，閉合開關S₂、S₃時，滑動變阻器與R并聯(lián)，此時電流表示數(shù)為I_并=0.4A，電壓表為電源電壓U=6V；
當閉合開關S₁滑動變阻器的滑片P移動到a端，斷開S₂、S₃時，滑動變阻器與L串聯(lián)，此時電流表示數(shù)為I_串=0.1A，電壓表示數(shù)為U_ab=4V，所以滑動變阻器的最大阻值R_ab===40Ω，
此時燈泡分得的電壓U_L=U-U_ab=6V-4V=2V，
燈泡的電阻R_L===20Ω，
當斷開開關S₂和S₃，滑動變阻器的滑片P移動到距a點時，滑動變阻器連入電路的阻值為==20Ω=R_L，
所以小燈泡額定電壓U_額===3V，
所以小泡L的額定功燈率P_額===0.45W．
答：小燈泡的額定功率為0.45W．
（2）當開關S₂和S₃都閉合時，滑片在a端電路消耗的功率最小，為P=UI_并=6V×0.4A=2.4W．
答：當開關S₂和S₃都閉合時，電路消耗的最小功率為2.4W．
分析：（1）當閉合開關S₁滑動變阻器的滑片P移動到a端，閉合開關S₂、S₃時，滑動變阻器與R并聯(lián)，L被短路，此時電流表示數(shù)為0.4A，電壓表為6V；
當閉合開關S₁滑動變阻器的滑片P移動到a端，斷開S₂、S₃時，滑動變阻器與L串聯(lián)，此時電流表示數(shù)為0.1A，電壓表示數(shù)為4V；
根據(jù)串、并聯(lián)電路電壓、電流規(guī)律結合歐姆定律可先求出滑動變阻器的增大阻值和小燈泡的電阻；再根據(jù)小燈泡L正常發(fā)光時滑片位置可求出燈泡的額定電壓和額定功率．
（2）當開關S₂和S₃都閉合時，滑片在a端電路消耗的功率最小，根據(jù)P=UI求出功率．
點評：此題考查電功率的計算，關鍵是正確分析開關斷開與閉合是電路的連接情況，本題的難點是計算電功率，重點是歐姆定律的應用．