Question

7．如图所示是某同学探究的一个调光电路，已知元件的规格分别为：灯L“6V  6W”（不考虑灯丝电阻变化），变阻器的阻值范围为0～12Ω，电源电压恒为6V．
（1）求灯L的电阻．
（2）当开关S闭合，把滑动变阻器的滑片移至中点位置时，求通过灯泡的电流．
（3）将滑片从最右端移到最左端过程中，求灯的最小功率．

Answer 1

分析 （1）已知灯泡额定电压和额定功率，利用公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得到灯泡电阻；
（2）当S闭合，把滑动变阻器的滑片移至中点位置时，可以得到电路总电阻；已知电源电压和总电阻，可以得到电路电流；
（3）当滑片移到最右端时，电路电阻最大，电流最小．灯泡最小功率用P=I²R计算．

解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得灯泡电阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（6V）^{2}}{6W}$=6Ω；
（2）当滑片在中点时，滑动变阻器接入电阻为R₀=0.5×12Ω=6Ω，
此时电路总电阻为R=R_L+R₀=6Ω+6Ω=12Ω，
则电路电流为为I=$\frac{U}{R}$=$\frac{6V}{12Ω}$=0.5A；
（3）滑片移到最左端时，电路总电阻最大，为R_最大=R_L+R_滑=6Ω+12Ω=18Ω
此时电路电流最小I_最小=$\frac{U}{{R}_{最大}}$=$\frac{6V}{18Ω}$=$\frac{1}{3}$A，
灯泡最小功率为P_最小=I²_最小R_L=（$\frac{1}{3}$A）²×6Ω≈0.67 W．
答：（1）灯的电阻为6Ω；
（2）通过灯泡的电流为0.5A；
（3）灯的最小功率为0.67W．

点评 此题考查的是我们对串联电路特点、欧姆定律和电功率有关公式及其变形的掌握和应用，是一道电学综合题，计算过程不复杂，难度不大，属于基础题．