Question

如圖所示，L是“12V 6W”的小燈泡，R_l是定值電阻，R₂是最大阻值為24Ω的滑動變阻器，電源電壓和燈泡的電阻不變．求：
（1）燈泡的阻值．
（2）閉合開關(guān)S、S_l，變阻器滑片在b端時，個燈泡恰能正常發(fā)光，這時電流表示數(shù)為0.9A，求R_l的阻值．
（3）閉合開關(guān)S，斷開S_l時，小燈泡消耗的最小功率．

Answer 1

【答案】分析：（1）已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)公式R=可求燈泡的阻值．
（2）閉合開關(guān)S、S_l，變阻器滑片在b端時，滑動變阻器接入電路電阻為0，燈泡和電阻并聯(lián)，燈泡正常發(fā)光，通過燈泡的電流根據(jù)公式I=可求，電源電壓為12V，電流表測量總電流，通過電阻的電流等于總電流與通過燈泡的電流之差，利用歐姆定律可求R_l的阻值．
（3）閉合開關(guān)S，斷開S_l時，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，燈泡消耗的功率最小，滑動變阻器接入電路的電阻最大，滑片應(yīng)滑到a端，此時滑動變阻器接入電路的電阻最大，求出此時滑動變阻器兩端的電壓，電源電壓減去滑動變阻器兩端的電壓就是燈泡兩端的電壓，再根據(jù)公式P=求出燈泡消耗的功率．
解答：解：（1）燈泡的電阻R===24Ω．
答：燈泡的阻值為24Ω．
（2）閉合開關(guān)S、S_l，變阻器滑片在b端時，滑動變阻器接入電路電阻為0，
燈泡和電阻并聯(lián)，燈泡正常發(fā)光，通過燈泡的電流I_L===0.5A，
通過電阻的電流I₁=I-I_L=0.9A-0.5A=0.4A，
電阻R₁===30Ω．
答：R_l的阻值為30Ω．
（3）閉合開關(guān)S，斷開S_l時，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，燈泡消耗的功率最小，滑動變阻器接入電路的電阻最大，滑片應(yīng)滑到a端，此時滑動變阻器接入電路的電阻最大，R_滑=R，
所以燈泡兩端的電壓等于滑動變阻器兩端的電壓，U₁=U₂===6V，
燈泡消耗的最小功率P===1.5W．
答：燈泡消耗的最小功率為1.5W．
點評：本題考查電阻和電功率的計算，關(guān)鍵是公式及其變形的應(yīng)用，還要知道串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和并聯(lián)電路電流的規(guī)律．