题目

如图所示，电源电压和小灯泡的阻值均保持不变。小灯泡L标有“6Vl.8W”字样，R0为10Ω的定值电阻，滑动变阻器R铭牌上标有“Ω1A”字样（电阻值已模糊不清），电压表使用的量程为0～3V，电流表使用的量程为0～0.6A．当所有开关都闭合时，小灯泡恰好正常发光，调节滑动变阻器，在不损坏各电路元件的情况下，滑动变阻器最小与最大功率之比为1：4．请求： （1） 小灯泡L的电阻为多少Ω；电源电压为多少V。 （2） 滑动变阻器R的最大阻值 （3） 只闭合S3时，在不损坏各电路元件的情况下，1min内电路消耗的最大电能 答案： 解：根据 P=U2R 得小灯泡L的电阻为：RL=UL2P=(6V)21.8W=20Ω ；当所有开关都闭合时，R0被短路，灯与滑动变阻器并联接在电源两端，而小灯泡恰好正常发光，说明电源电压等于灯泡的额定电压，即：U=U额=6V 解：当所有开关都闭合时，R0被短路，灯与滑动变阻器并联接在电源两端，根据电流表使用的量程为0～0.6A．可知电流最大为0.6A时，则功率最大为：P滑大=UI滑大=6V×0.6A=3.6W ，因为 P滑小：P滑大=1：4 ，所以最小功率为：                                       P滑小=14P滑大=14×3.6W=0.9W根据 P=U2R 得，滑动变阻器的最大阻值为：R滑大=U2P滑小=(6V)20.9W=40Ω 解：只闭合S3时，电阻R0与R串联，电流表测量电路中的电流，电压表测R0两端的电压，根据电流表的量程，最大电流为0.6A；由于电压表量程为0～3V，则当电压表的示数最大为3V时，电路中的电流：                                                I0=U0R0=3V10Ω=0.3A由于串联电路电流处处相等，可判断电路中的最大电流为0.3A，所以1min内电路消耗的最大电能：W大=UI0t=6V×0.3A×60s=108J

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