Question

16．如圖所示的電路，小燈泡L標有“6V  3W”的字樣，滑動變阻器標有“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)閉臺開關(guān)S時，小燈泡正常發(fā)光．求：
（1）小燈泡正常工作時的電流；
（2）小燈泡正常工作60s電流做的功；
（3）滑動變阻器的滑片P移至b端時，滑動變阻器消耗的功率；
（4）在保證電路安全工作的情況下，滑動變阻器允許接入電路中的最小阻值．

Answer 1

分析 （1）燈泡正常工作時的功率和額定功率相等，根據(jù)P=UI求出正常工作時的電流；
（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)電路的電壓特點和燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等可知電源的電壓，滑動變阻器的滑片P移至b端時接入電路中的電阻最大，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出滑動變阻器消耗的功率；
（4）比較電流表的量程和滑動變阻器勻速通過的最大電流確定通過滑動變阻器的最大電流，根據(jù)歐姆定律求出滑動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，
滑動變阻器的滑片P移至b端時，接入電路中的電阻最大，
則滑動變阻器消耗的功率：
P_R=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{{（6V）}^{2}}{20Ω}$=1.8W；
（4）因滑動變阻器的最大電流為1A，電流表的量程為0～3A，
所以，通過滑動變阻器的最大電流I_R=1A，
則滑動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）滑動變阻器的滑片P移至b端時，滑動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，滑動變阻器允許接入電路中的最小阻值為6Ω．

點評 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)光時電壓和額定電壓相等、功率和額定功率相等．