Question

9．图甲所示是标有“3.8V 1.2W”的灯泡L中的电流随着它的两端电压的变化关系图象，将此灯泡接入图乙所示的电路中，只闭合开关S时，灯泡的功率为0.9W．将滑动变阻器滑片P移至变阻器中点，再闭合开关S₁，电流表示数变化了0.2A．当两个开关S、S₁都闭合时，合理调节变阻器R的阻值，电路消耗功率的最小值为1.2W．

Answer 1

分析 （1）只闭合开关S时，电路为L的简单电路，根据图甲读出灯泡的功率为0.9W时的电压和电流值，即可得出电源的电压；将滑动变阻器滑片P移至变阻器中点，再闭合开关S₁时，通过L的电流不变，变化的为通过变阻器的电流，根据并联电路的电流特点和欧姆定律求出变阻器的阻值，进一步求出滑动变阻器的最大阻值；
（2）当两个开关S、S₁都闭合时，L与R并联，当变阻器接入电路中的阻值最大时电路消耗的功率最小，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出变阻器消耗的电功率，然后加上灯泡消耗的电功率即可得出答案．

解答 解：（1）只闭合开关S时，电路为L的简单电路，
由图甲可知，当U_L=3V，I_L=0.3A时，灯泡的电功率P_L=U_LI_L=3V×0.3A=0.9W，
则电源的电压U=U_L=3V，
将滑动变阻器滑片P移至变阻器中点，再闭合开关S₁时，
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，且干路电流等于各支路电流之和，
所以，干路电流表变化的示数即为通过滑动变阻器的电流，I_R=0.2A，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得：
$\frac{R}{2}$=$\frac{U}{{I}_{R}}$=$\frac{3V}{0.2A}$=15Ω，
则R=30Ω；
（2）当两个开关S、S₁都闭合时，L与R并联，变阻器接入电路中的阻值最大时电路消耗的功率最小，
则变阻器消耗的电功率：
P_R=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{（3V）^{2}}{30Ω}$=0.3W，
电路消耗功率的最小值：
P_小=P_L+P_R=0.9W+0.3W=1.2W．
故答案为：1.2．

点评 本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，要注意灯泡的电阻是变化的，根据图甲读出符合题意的电流和电压值是关键．