Question

如圖所示，電源電壓為l0V，且保持不變，已知滑動變阻器的最大阻值為25Ω，定值電阻R為20Ω，小燈泡上標有“6V  3W”字樣，求：
（1）燈泡的電阻和正常工作時的電流各是多少？
（2）當S閉合，S₁、S₂都斷開時，要使燈泡正常發(fā)光，滑動變阻器連入電路中的阻值為多大？
（3）當S、S₁、S₂都閉合時，調節(jié)滑動變阻器滑片到何處時，整個電路消耗的總功率最��？這個最小功率是多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）由題意知，燈泡額定電壓是6V，額定功率是3W，由電功率的變形公式可以求出燈泡的電阻與燈泡正常工作時的電流．
（2）由電路圖知，當S閉合，S₁、S₂都斷開時，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，由串聯(lián)電路特點求出燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器兩端的電壓，然后由歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的阻值．
（3）由電路圖知，當S、S₁、S₂都閉合時，定值電阻R與滑動變阻器并聯(lián)，燈泡被短路，由串聯(lián)電路特點求出并聯(lián)電路的最大阻值，然后由電功率公式求出電路的最小功率．
解答：解：（1）燈泡電阻R===12Ω；
燈泡正常工作時的電流I===0.5A；
答：燈泡的電阻是12Ω，燈泡正常工作時的電流是0.5A．
（2）當S閉合，S₁、S₂都斷開時，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，
燈泡正常發(fā)光時，U_L=6V，滑動變阻器兩端的電壓U_滑=U-U_L=10V-6V=4V，
滑動變阻器接入電路的阻值R_滑===8Ω；
答：當S閉合，S₁、S₂都斷開時，要使燈泡正常發(fā)光，滑動變阻器連入電路中的阻值為8Ω．
（3）當S、S₁、S₂都閉合時，定值電阻R與滑動變阻器并聯(lián)，燈泡被短路，
滑動變阻器接入電路的阻值最大，即滑片在最左端時，整個電路消耗的電功率最小，此時：
P_最小=P+P_滑=+=+=9W；
答：當S、S₁、S₂都閉合時，調節(jié)滑動變阻器滑片到最左端時，整個電路消耗的總功率最�。贿@個最小功率是9W．
點評：本題考查了串并聯(lián)電路特點、歐姆定律及電功率公式及其變形公式的應用，是一道典型的電學計算題，難度不大，熟練應用串并聯(lián)電路特點、歐姆定律、電功率公式及其變形公式即可正確解題．