某校同学在研究用电器的电功率时连接了如图6所示的电路，电路中电员两端电压保持不变。当闭合开关S1滑动变阻器的滑片P移动到a时，闭合开关S2、S3与断开S2、S3，电流表的变化范围为0.4A～0.1A，电压表的变化范围为6V～4V；当断开开关S2和S3，滑动变阻器的滑片P移动到距a点1/2时小灯泡L正常发光。求：
⑴小灯泡L的额定功率
⑵当开关S2和S3都闭合时，电路消耗的最小功率。
解析：
P位于a，S2、S3闭合时，灯泡L被短路，原电路等效为滑动变阻器（阻值最大）与R并联，由题意可知：
电源电压：U=6V
6 | + | 6 | =0.4 |
R | Rp |
…………（1）
P位于a，S2、S3均断开时，原电路为滑动变阻器与灯泡L串联。根据题意可得：
0.1Rp=4 故
Rp=40（Ω） 同时
6 | =0.1 | |
Rp+RL |
故解得：RL=20（Ω）
将Rp=40Ω代入（1）式得
R=24（Ω）
（1）当断开S2和S3且滑片P位于中间位置时，电路为Rp与L串联，电路中的电流为：
I= | U | = | 6 | =0.15（A） |
R中+RL | 40/2+20 |
此时灯泡的实际功率等于额定功率，故灯泡的额定功率为：
PL=IL2RL=I2RL=0.152×20=0.45（W）
（2）当S2、S3都闭合时，原电路如上分析为Rp和R并联。其最小功率为滑动阻变阻器接入电路的电阻最大。此时
Rp=40Ω
故，此时电路的最小功率为：
P最小= | U2 | + | U2 | |
Rp | R | |||
= | 62 | + | 62 | =2.4(W) |
40 | 24 |
微信扫码关注三人行问答社区 公众号
加载中...