Question

【题目】小明同学为了增加所设计机器人的可观赏性，他想用亮度可调节的红、绿灯做它的眼睛，现已知红灯L1规格为“6V 3W”，为了测出绿灯L2及电位器（滑动变阻器）R的规格，他选用红灯L1和绿灯L2及电位器R等元件涉及了如图所示电路（电源电压不变，不考虑灯丝电阻的变化）．求：

（1）当闭合开关S、S1，断开S2，且电位器R的滑片P移至b端时，L1正常发光，流过L1的电流及电源的电压；

（2）当闭合开关S、S1和S2，且电位器的滑片P移至b端时，L2正常发光，电流表的示数增大了1A，灯L2的额定电压和额定功率；

（3）当闭合开关S、S2，断开S1，且电位器的滑片P移至R中点时，电流表的示数为0.25A，小明选用的电位器R的最大阻值；

（4）该电路消耗的最小电功率．

Answer 1

【答案】（1）0.5A， 6V；（2）6V， 6W；（3）36Ω；（4）0.75W

【解析】（1）当闭合开关S、S1，断开S2，滑动变阻器的滑片P移至b端时，只有L1连入电路，由P=UI可得，L1正常发光时的电流：I额1==0.5A；由于L1正常发光，则电源的电压U=U额1=6V；（2）当闭合开关S、S1、S2，滑动变阻器的滑片P移至b端时，两灯泡并联，且两灯泡均正常发光，由于并联电路中各支路两端的电压相等，所以，U额2=U额1=6V；由题意可知此时干路电流增加1A，根据并联电路的电流特点可知灯L2的额定电流：I额2=△I=1A；所以，灯L2的额定功率：P额2=U额2I额2=6V×1A=6W；（3）当闭合开关S、S2，断开S1，绿灯L2与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，由欧姆定律可得，电路中的总电阻：R==24Ω，由I=U/R可得，绿灯L2的电阻：R2==6Ω，串联电路中总电阻等于各分电阻之和，则滑动变阻器接入电路中的电阻：R中=R﹣R2=24Ω﹣6Ω=18Ω；所以，滑动变阻器的最大电阻R=2R中=2×18Ω=36Ω；（4）由I=U/R可得，红灯L21的电阻：R1==12Ω＞6Ω，所以当S、S1闭合、S2断开，滑片P在a端时，滑动变阻器的最大阻值与红灯L1串联，此时总电阻最大，电路中的电功率最小，则最小总功率：Pmin==0.75W。