题目

如图甲所示，L上标有“6V 3W”字样，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V，变阻器R的最大电阻为160Ω，只闭合S1 ， 滑片置于a点时，变阻器连入电路中的电阻为Ra ， 电流表示数为0.3A，只闭合S2 ， 移动滑片，变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图乙所示；当滑片置于b点时变阻器R的阻值为16Ω，电压表示数Ub=8V，电流表示数为Ib ， 已知Ra∶R0 =12∶5。（灯丝电阻不随温度变化）求： （1） 小灯泡的电阻； （2） 定值电阻R0和电源电压；（提示：分别对两种状态列方程，解方程组求解） （3） 只闭合S2时，电路消耗的最小功率。 答案： 解：灯泡的电阻RL=U额2P额=(6V)23W=12Ω答：小灯泡的电阻是12Ω； 解：当只闭合开关S2，滑片P置于变阻器上的b点时，R与R0串联，由题图可知电阻Rb=16Ω，则电路中的电流Ib=UbRb=8V16Ω=0.5A只闭合S1时，滑片P置于变阻器上的a点时，R与灯泡串联，电源电压为U=UL+Ua=IaRL+IaRa=0.3A×12Ω+0.3A×Ra只闭合S2时，R与R0串联，电源电压为U=U0+Ub=IbR0+8V=0.5A×R0+8V电源电压不变，即0.3A×12Ω+0.3A×Ra=0.5A×R0+8V因为Ra∶R0 =12∶5所以R0=20Ω，电源电压U=18V。答：定值电阻R0是20Ω，电源电压是18V； 解：只闭合S2时，R与R0串联，因电源的电压18V大于电压表的量程15V，所以，当电压表的示数UR′=15V，变阻器连入电路的电阻最大，电路的总电阻最大，由P=U2R可知电路消耗的功率最小，此时R0两端的电压U0=U-UR′=18V-15V=3V电路中的电流Imin=U0R0=3V20Ω=0.15A电路消耗的最小功率Pmin=UImin=18V×0.15A=2.7W答：只闭合S2时，电路消耗的最小功率是2.7W。

查看本题答案和解析