如图所示,电源电压为9V保持不变,小灯泡标有“6V 3W”,滑动变阻

如图所示,电源电压为9V保持不变,小灯泡标有“6V 3W”,滑动变阻器的最大阻值为24Ω,电流表的量程为03A.当开关S1S2断开,S3闭合时,小灯泡恰能正常发光;那么当开关S1S2S3都闭合时,要保护电路各元件安全,R2的最小阻值是      Ω,分析开关和滑动变阻器的各种变化情况,得出整个电路工作时消耗的最小功率是      W

答案

【考点】欧姆定律的应用;电功率的计算.

【分析】(1)当开关S1S2断开,S3闭合时,R1L串联,小灯泡恰能正常发光,根据串联电路的电流特点和P=UI求出电路中的电流,根据串联电路的电压特点求出R1两端的电压,再根据欧姆定律求出R1的阻值;当开关S1S2S3都闭合时,R1R2并联,电流表测干路电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过R1的电流,根据并联电路的电流特点求出通过R2的最大电流,再根据欧姆定律求出R2的最小阻值;

2)根据欧姆定律求出灯泡的电阻,滑动变阻器的最大最早大于R1的阻值,当滑动变阻器的最大阻值与灯泡L串联时电路消耗的功率最小,根据电阻的串联和P=求出整个电路工作时消耗的最小功率.

【解答】解:(1)当开关S1S2断开,S3闭合时,R1L串联,

因串联电路中各处的电流相等,且小灯泡恰能正常发光,

所以,由P=UI可得,电路中的电流:

I===0.5A

因串联电路中总电压等于各分电压之和,

所以,R1两端的电压:

U1=UUL=9V6V=3V

I=可得,R1的阻值:

R1===6Ω

当开关S1S2S3都闭合时,R1R2并联,电流表测干路电流,

因并联电路中各支路两端的电压相等,

所以,通过R1的电流:

I1===1.5A

当电流表的示数I=3A时,通过R2的电流最大,R2接入电路中的电阻最小,

因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,

所以,R2的最大电流:

I2=II1=3A1.5A=1.5A

R2的最小阻值:

R2===6Ω

2)灯泡的电阻:

RL===12Ω

当只闭合开关S1且滑片位于左端时,电路消耗的总功率最小,

整个电路工作时消耗的最小功率:

P===2.25W

故答案为:62.25

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