Question

【題目】如下圖甲所示，電源電壓U=10V，R為定值電阻，阻值為20Ω,，R為滑動(dòng)變阻器，R的最大阻值為50Ω,，小燈泡上標(biāo)有“6V3W”字樣，小燈泡的U-I關(guān)系如圖乙所示．求：

（1）小燈泡正常工作時(shí)通過燈絲的電流．

（2）S閉合，S1、S2都斷開時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片使小燈泡兩端的電壓為4V時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值．

（3）S、Sl、S2都閉合時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片到何處時(shí)，整個(gè)電路消耗的總功率最小，這個(gè)最小功率是多少？

Answer 1

【答案】（1）0.5A；（2）15Ω；（3）7W

【解析】試題分析：（1）由P=UI可得，小燈泡正常工作時(shí)通過燈絲的電流：IL=PL/UL=3W/6V=0.5A；

（2）S閉合，S1、S2都斷開時(shí)，滑動(dòng)變阻器與燈泡L串聯(lián)，電壓表測L兩端的電壓，電流表測電路中的電流，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：U滑=U-UL′=10V-4V=6V，

因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，由圖象可知，電路中的電流I=IL′=0.4A，

由I=U/R可得，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻：R滑=U滑/I=6V/0.4A=15Ω；

（3）S、S1、S2都閉合時(shí)，R1與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，電流表測干路電流，當(dāng)滑片位于b端時(shí)，接入電路中的電阻最大，電路消耗的總功率最小，因并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和，

所以，電路中的總電阻：R總=RR1/R+R1=50Ω×20Ω/50Ω+20Ω=100/7Ω，

電路的最小功率：P小=U2/R總=（10V）2/100/7/Ω=7W