Question

【题目】如图所示，电源电压为l0V，且保持不变，已知滑动变阻器的最大阻值为25Ω，定值电阻R0为20Ω，小灯泡上标有“6V 3W”字样，求：
（1）灯泡的电阻和正常工作时的电流各是多少？
（2）当S闭合，S1、S2都断开时，要使灯泡正常发光，滑动变阻器连入电路中的阻值为多大？
（3）当S、S1、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）解：灯泡电阻R= = =12Ω；

灯泡正常工作时的电流I= = =0.5A；

答：灯泡的电阻是12Ω，灯泡正常工作时的电流是0.5A

（2）解：当S闭合，S1、S2都断开时，滑动变阻器与灯泡串联，

灯泡正常发光时，UL=6V，滑动变阻器两端的电压U滑=U﹣UL=10V﹣6V=4V，

滑动变阻器接入电路的阻值R滑= = =8Ω；

答：当S闭合，S1、S2都断开时，要使灯泡正常发光，滑动变阻器连入电路中的阻值为8Ω

（3）解：当S、S1、S2都闭合时，定值电阻R0与滑动变阻器并联，灯泡被短路，

滑动变阻器接入电路的阻值最大，即滑片在最左端时，整个电路消耗的电功率最小，此时：

P最小=P0+P滑= + = + =9W；

答：当S、S1、S2都闭合时，调节滑动变阻器滑片到最左端时，整个电路消耗的总功率最小；这个最小功率是9W

【解析】（1）由题意知，灯泡额定电压是6V，额定功率是3W，由电功率的变形公式可以求出灯泡的电阻与灯泡正常工作时的电流．（2）由电路图知，当S闭合，S1、S2都断开时，滑动变阻器与灯泡串联，由串联电路特点求出灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压，然后由欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值．（3）由电路图知，当S、S1、S2都闭合时，定值电阻R0与滑动变阻器并联，灯泡被短路，由串联电路特点求出并联电路的最大阻值，然后由电功率公式求出电路的最小功率．
【考点精析】关于本题考查的欧姆定律及其应用和电功率的计算公式，需要了解欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）；计算电功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中单位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）计算电功率还可用公式：P=I2R和P= U2/R才能得出正确答案．