Question

【題目】如圖所示，電源電壓保持不變，小燈泡L標(biāo)有“6V 3W”的字樣，滑動(dòng)變阻器R1的阻值變化范圍為0～20Ω，定值電阻R2的阻值為10Ω．（燈絲的電阻不隨溫度變化）
（1）小燈泡L 的阻值為多少？
（2）當(dāng)S、S1和S2都閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片滑到a端時(shí)，小燈泡L 剛好正常發(fā)光，此時(shí)電流表的示數(shù)為多少？
（3）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片滑到b端，并保證電流表有示數(shù)時(shí)，開關(guān)應(yīng)怎樣閉合或斷開才能使電路的總功率最小，該最小功率為多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：燈泡的電阻RL= = =12Ω，

答：小燈泡L的阻值是12Ω

（2）解：S、S1和S2都閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片滑到a端時(shí)的等效電路圖如圖所示，

此時(shí)燈泡剛好正常發(fā)光，則電源電壓U=UL=6V，流過燈泡的電流IL= = =0.5A，

流過電阻R2的電流I2= = =0.6A，電流表示數(shù)I=IL+I2=0.5A+0.6A=1.1A；

答：電流表的示數(shù)為1.1A．

（3）解：因?yàn)镽L＞R2，由電路圖知，當(dāng)開關(guān)S閉合，S1閉合，S2斷開，

滑片P滑到b端時(shí)電路電阻最大，電路消耗的功率最小，等效電路圖如圖所示，

此時(shí)電路功率P= = =1.125W；

答：當(dāng)開關(guān)S閉合，S1閉合，S2斷開，滑片P滑到b端時(shí)電路電阻最大，電路消耗的功率最��；

最小功率是1.125W

【解析】（1）由燈泡銘牌可以找出燈泡的額定電壓與額定功率，由R= 求出燈泡的阻值；（2）畫出開關(guān)S、S1和S2都閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片滑到a端時(shí)的等效電路圖，由功率變形公式I= 求出流過燈泡的電流，由歐姆定律可以求出流過電阻R2的電流，然后由并聯(lián)電路的特點(diǎn)求出電流表的示數(shù)；（3）電源電壓一定，當(dāng)電路電阻最大時(shí)，電路的總功率最小，由電路圖判斷電路電阻最大，即電路總功率最小的條件，然后由串聯(lián)電路特點(diǎn)及功率公式P= 求出電路的最小功率．
【考點(diǎn)精析】利用歐姆定律及其應(yīng)用和電功率的計(jì)算公式對(duì)題目進(jìn)行判斷即可得到答案，需要熟知?dú)W姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過的電流就越�。�（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；計(jì)算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計(jì)算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R．