Question

【题目】如图所示，电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V 3W”的字样，滑动变阻器R1的阻值变化范围为0～200Ω，定值电阻R2的阻值为100Ω．（灯丝的电阻不随温度变化）

（1）小灯泡L的阻值为多少？

（2）当S、S1和S2都闭合，滑动变阻器的滑片滑到a端时，小灯泡L刚好正常发光，此时电流表的示数为多少？

（3）当滑动变阻器的滑片滑到b端，并保证电流表有示数时，开关应怎样闭合或断开才能使电路的总功率最小，该最小功率为多少？

Answer 1

【答案】（1）小灯泡L的阻值为12Ω；

（2）当S、S1和S2都闭合，滑动变阻器的滑片滑到a端时，此时电流表的示数为1.1A；

（3）当滑动变阻器的滑片滑到b端，并保证电流表有示数时，开关S1闭合、S2断开才能使电路的总功率最小，该最小功率约为0.17W．

【解析】试题分析：（1）知道灯泡的额定电压和额定功率，根据P=求出灯泡的电阻；

（2）当S、S1和S2都闭合，滑动变阻器的滑片滑到a端时，灯泡与电阻R2并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特和灯泡正常发光时的电压和额定电压相等可知电源的电压，根据欧姆定律求出各支路的电流，利用并联电路的电流特点求出电流表的示数；

（3）当滑动变阻器的滑片滑到b端，并保证电流表有示数时，滑动变阻器的最大阻值和灯泡串联时电路的总功率最小，根据串联电路的电阻特点和P=求出最小功率．

解：

（1）由P=可得，灯泡的电阻：

RL===12Ω；

（2）当S、S1和S2都闭合，滑动变阻器的滑片滑到a端时，灯泡与电阻R2并联，电流表测干路电流，

并联电路中各支路两端的电压相等，灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，

所以电源的电压：U=U=UL=6V，

由I=可得通过灯泡L和定值电阻R2的电流分别为：

IL===0.5A，I2===0.6A，

并联电路中干路电流等于各支路电流之和，

所以此时电流表的示数：

I=IL+I2=0.5A+0.6A=1.1A；

（3）当滑动变阻器的滑片滑到b端，并保证电流表有示数时，开关S1闭合、S2断开才能使电路的总功率最滑动变阻器的最大阻值和灯泡串联时电路的总功率最小，

串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

所以电路的最小总功率：

Pmin==≈0.17W．

答：（1）小灯泡L的阻值为12Ω；

（2）当S、S1和S2都闭合，滑动变阻器的滑片滑到a端时，此时电流表的示数为1.1A；

（3）当滑动变阻器的滑片滑到b端，并保证电流表有示数时，开关S1闭合、S2断开才能使电路的总功率最小，该最小功率约为0.17W．