Question

【题目】如下图甲所示，电源电压U=10V，R为定值电阻，阻值为20Ω,，R为滑动变阻器，R的最大阻值为50Ω,，小灯泡上标有“6V3W”字样，小灯泡的U-I关系如图乙所示．求：

（1）小灯泡正常工作时通过灯丝的电流．

（2）S闭合，S1、S2都断开时，调节滑动变阻器滑片使小灯泡两端的电压为4V时，滑动变阻器接入电路的阻值．

（3）S、Sl、S2都闭合时，调节滑动变阻器滑片到何处时，整个电路消耗的总功率最小，这个最小功率是多少？

Answer 1

【答案】（1）0.5A；（2）15Ω；（3）7W

【解析】试题分析：（1）由P=UI可得，小灯泡正常工作时通过灯丝的电流：IL=PL/UL=3W/6V=0.5A；

（2）S闭合，S1、S2都断开时，滑动变阻器与灯泡L串联，电压表测L两端的电压，电流表测电路中的电流，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压：U滑=U-UL′=10V-4V=6V，

因串联电路中各处的电流相等，所以，由图象可知，电路中的电流I=IL′=0.4A，

由I=U/R可得，滑动变阻器接入电路中的电阻：R滑=U滑/I=6V/0.4A=15Ω；

（3）S、S1、S2都闭合时，R1与滑动变阻器并联，电流表测干路电流，当滑片位于b端时，接入电路中的电阻最大，电路消耗的总功率最小，因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，

所以，电路中的总电阻：R总=RR1/R+R1=50Ω×20Ω/50Ω+20Ω=100/7Ω，

电路的最小功率：P小=U2/R总=（10V）2/100/7/Ω=7W