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0～20Ω，定值电阻R2的阻值为10Ω．（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）解：灯泡的电阻RL= = =12Ω，

答：小灯泡L的阻值是12Ω

（2）解：S、S1和S2都闭合，滑动变阻器的滑片滑到a端时的等效电路图如图所示，

此时灯泡刚好正常发光，则电源电压U=UL=6V，流过灯泡的电流IL= = =0.5A，

流过电阻R2的电流I2= = =0.6A，电流表示数I=IL+I2=0.5A+0.6A=1.1A；

答：电流表的示数为1.1A．

（3）解：因为RL＞R2，由电路图知，当开关S闭合，S1闭合，S2断开，

滑片P滑到b端时电路电阻最大，电路消耗的功率最小，等效电路图如图所示，

此时电路功率P= = =1.125W；

答：当开关S闭合，S1闭合，S2断开，滑片P滑到b端时电路电阻最大，电路消耗的功率最小；

最小功率是1.125W

【解析】（1）由灯泡铭牌可以找出灯泡的额定电压与额定功率，由R= 求出灯泡的阻值；（2）画出开关S、S1和S2都闭合，滑动变阻器的滑片滑到a端时的等效电路图，由功率变形公式I= 求出流过灯泡的电流，由欧姆定律可以求出流过电阻R2的电流，然后由并联电路的特点求出电流表的示数；（3）电源电压一定，当电路电阻最大时，电路的总功率最小，由电路图判断电路电阻最大，即电路总功率最小的条件，然后由串联电路特点及功率公式P= 求出电路的最小功率．
【考点精析】利用欧姆定律及其应用和电功率的计算公式对题目进行判断即可得到答案，需要熟知欧姆定律的应用： 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．