Question

【题目】如图所示，电源电压不变，灯泡L标有“6V 3W”（灯泡电阻不变），开关S闭合。当S1、S2断开，滑片P从b端滑到某一位置时，变阻器的电功率变化0.12W，电流表示数变化0.1A，灯泡恰好正常发光。求：

（1）灯泡电阻

（2）电源电压和滑动变阻器的最大阻值

（3）若R0阻值为48Ω，电路可能消耗的最小功率

Answer 1

【答案】（1）12Ω；（2）9.6V，12Ω或12V，18Ω；（3）3.48W或4.8W

【解析】

(1)根据电功率变形公式可得

(2)此时灯泡与滑动变阻器串联，滑片P从b端滑到某一位置时，电流表示数变化0.1A，因为滑动变阻器阻值变小，所以电流是变小了0.1A，即滑片P在某一点时，灯泡恰好正常发光，小灯泡电压为6V，此时电流为

滑片P在b端时，电阻变大，所以电流应减小了0.1A，此时电流

此时小灯泡电压为

在这一变化过程中，滑动变阻器电功率变化了0.12W，可能为增加，也可能为减小，设电源电压为U，根据电功率计算公式可得

或

解得电源电压为9.6V或12V。当滑片在b端时，此时连入电路的阻值最大，电路中电流为0.4A，灯泡的电压为4.8V，所以滑动变阻器最大阻值为

当电源电压为9.6V时，解得滑动变阻器最大阻值为12Ω，当电源电压为12V时，解得滑动变阻器最大阻值为18Ω。

(3)电源电压一定，电路消耗的功率最小，则电路中的电阻要最大。因为两电阻并联后的总电阻小于其中任何一个电阻的阻值，所以当S1、S2均断开，灯泡与滑动变阻器串联，滑动变阻器连入阻值最大时电路消耗的电功率最小

或

答：(1)灯泡的电阻为12Ω；(2)当电源电压为9.6V时，滑动变阻器最大阻值为12Ω，当电源电压为12V时，滑动变阻器最大阻值为18Ω；(3)当电源电压为9.6V时，电路消耗的最小电功率为3.84W，当电源电压为12V时，电路消耗的最小电功率为4.8W。