Question

如圖所示，L是“12V 6W”的小燈泡，R₁是定值電阻，R₂是滑動(dòng)變阻器（阻值0-24Ω），設(shè)電源電壓和燈泡電阻不變．
（1）求小燈泡的電阻值．
（2）閉合開(kāi)關(guān)S、S₁．滑片P在a端時(shí)，小燈泡恰能正常發(fā)光，電流表示數(shù)為0.9A，求R₁的阻值．若滑動(dòng)變阻器的滑片向右移至某處時(shí)，電流表示數(shù)為0.8A，求此時(shí)電路消耗的總功率．
（3）閉合開(kāi)關(guān)S，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₁，求在滑片P移動(dòng)過(guò)程中，燈泡消耗的最小功率．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)燈的銘牌知道燈的額定電壓和額定功率，利用P=求燈絲電阻；
（2）分析電路圖，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S、S₁，滑片P在a端時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電阻為0，電路中R₁和L并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流．
知道燈正常發(fā)光，燈兩端的電壓為額定電壓，由此知道電源電壓，能求出通過(guò)燈的電流，利用并聯(lián)電路的電流關(guān)系求通過(guò)R₁的電流；
再利用歐姆定律求電阻R₁的阻值；
當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右移至某處時(shí)，知道電流表的示數(shù)（干路中的電流），利用P=UI求此時(shí)電路消耗的總功率；
（3）閉合開(kāi)關(guān)S，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₁，電路中滑動(dòng)變阻器和燈串聯(lián)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電阻全連入時(shí)，電路中的電流最小，電功率最小，根據(jù)P=I²R求燈泡消耗的最小功率．
解答：解：（1）∵P=，
∴燈絲電阻：
R_L===24Ω；
（2）當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S、S₁，滑片P在a端時(shí)，如上圖，
∵電阻R₁和燈并聯(lián)，燈正常發(fā)光，
∴U=U_L=U₁=12V，
通過(guò)燈的電流：
I_L===0.5A，
∵I=I₁+I_L，
∴I₁=I-I_L=0.9A-0.5A=0.4A，
R₁===30Ω；
當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右移至某處時(shí)，電流表的示數(shù)為0.8A，
即：I′=0.8A，
此時(shí)電路消耗的總功率：
P=UI′=12V×0.8A=9.6W；
（3）閉合開(kāi)關(guān)S，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₁，如下圖，電路中滑動(dòng)變阻器和燈串聯(lián)，
當(dāng)滑動(dòng)變阻器電阻全連入時(shí)，電路中的電阻最大，電路中的電流最小，
I″===0.25A，
此時(shí)燈的電功率最小：
P_L″=（I″）²R_L=（0.25A）²×24Ω=1.5W．
答：（1）小燈泡的電阻值為24Ω；
（2）R₁的阻值為30Ω；電路消耗的總功率為9.6W；
（3）燈泡消耗的最小功率為1.5W．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)額定電壓、額定功率、歐姆定律、電功率的計(jì)算的了解和掌握，本題關(guān)鍵：一是畫(huà)出等效電路圖幫助分析，二是選擇合適的電功率公式．