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如图,滑动变阻器的最大阻值为20Ω,有“4.8V 0.3A”的小灯泡和滑动变阻器串联后接入6V电路中,问:
(1)灯泡恰好正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值多大?
(2)电路消耗的总功率最小时,电路中的电流为多少安?此时灯泡消耗的功率多大?
分析:(1)由灯泡的铭牌信息可知灯泡的额定电压及额定电流,由串联电路的电压规律可得出滑动变阻器两端的电压;由串联电路的电流规律可得出通过滑动变阻器的电流;则由欧姆定律可求得滑动变阻器接入电路的阻值;
(2)由P=
U2
R
可得出当滑动变阻器全部接入时,电路中总功率最小,则由欧姆定律可得出电路中的电流,由功率公式可求得灯泡消耗的功率.
解答:解;(1)由题意可得,灯泡的额定电压为4.8V,额定电流为0.3A;
由欧姆定律可得出灯泡的电阻RL=
UL
IL
=
4.8V
0.3A
=16Ω;
则由串联电路的电压规律可得出,滑动变阻器两端的电压UR=U-UL=6V-4.8V=1.2V;
由串联电路的电流规律可得出通过滑运变阻器的电流I=0.3A;
则由欧姆定律可得,R=
UR
I
=
1.2V
0.3A
=4Ω;
(2)当滑动变阻器全部接入时,电路中电流最小,则由欧姆定律可得:
电路中的最小电流I最小=
U
RL+R最大
=
6V
16Ω+20Ω
≈0.17A;
此时灯泡消耗的功率P=I最小2RL=(
3
18
A)2×16Ω=0.44W;
答:(1)滑动变阻器接入电阻为4Ω;(2)当功率最小时,电路中的电流为0.17A,灯泡消耗的功率为0.44W.
点评:本题考查欧姆定律及功率公式的应用,解题的关键在于明确:(1)灯泡正常发光即工作在额定状态下;(2)当电路两端电压不变时,当电路中电阻最大时功率最小.
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