践行者初中物理电学典题详解第298题

5.（9分）如图甲所示的电路中，电源电压不变，小灯泡L的额定电压为6V。R1为某特殊电阻元件，通过它的电流与其两端的电压的关系如图乙所示。当闭合开关S1、S3，断开S2，滑片P置于b端时，灯泡L正常发光，电流表的示数为0.9A。求：

⑴灯泡L的额定功率;

⑵当闭合开关S2、S3，断开S1，滑片P置于a端时，电流表的示数为0.4A,求R2的最大阻值;

⑶当只闭合开关S2，滑片P置于a端时，电路消耗的总功率为1.2W，此时灯泡1min内消耗的电能。

解析:1当闭合开关S1、S3，断开S2，且滑片P置于b端时:

1.1分析电路图可知:

①R2接入电路中的阻值为0，R1与L并联，

②A测量干路电流I；

1.2由题意可知:

①小灯泡L的额定电压为6V，即UL额=6V，

②灯泡L正常发光，所以U=UL=UL额=6V，

③电流表的示数为0.9A，即I=0.9A，

因为L和R1并联，所以U1=U=6V，

当U1=6V时，由乙图可知I1=0.6A，

所以L支路的电流IL=I-I1=0.9A-0.6A=0.3A，

所以PL额=UL额IL=6V×0.3A=1.8W；

2当闭合开关S2、S3，断开S1，滑片P置于a端时:

2.1分析电路图可知:

①R2接入电路中的阻值最大，且为R2max，

②L短路，R2与R1串联，

③A测该电路中的电流I'；

2.2由题意可知:

①U=6V，

②I'=0.4A，

③当I'=0.4A时，由乙图可知，R1两端电压U1=2V，

所以R2两端电压U2=U-U1=6V-2V=4V，

所以R2max=U2/I'=4V/0.4A=10Ω；

3当只闭合开关S2，滑片P置于a端时:

3.1分析电路图可知:

①R2接入电路中的阻值最大，

②L、R1、R2串联，

③A测该电路中的电流I''；

3.2由题意可知:

①U=6V，

②R2max=10Ω，

③P=1.2W，

所以I''=P/U=1.2W/6V=0.2A，

U2=I''R2max=0.2A×10Ω=2V，

又由乙图可知，当I''=0.2A时，U1=1V，

所以UL=U-U1-U2=6V-1V-2V=3V，

所以此时灯泡1min内消耗的电能为

W=ULI''t=3V×0.2A×60s=36J。

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