如图所示,电源电压为12V,且保持不变,已知滑动变阻器的最大值为18Ω,定值电阻RO为24Ω,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)S闭合,S1、S2都断开时,要使灯泡正常发光,滑动变阻器接入电路中的阻值为多大?
(3)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?
(1)12Ω;0.5A(2)12Ω(3)14W
【解析】
试题分析:(1)R灯=Ue2/Pe=(6V)2/3W=12Ω (1分)
Ie= Pe/ Ue=3W/6V=0.5A (1分)
因为当S闭合,S1、S2都断开时,滑动变阻器与灯泡串联接入电路。当灯泡正常发光时,滑动变阻器分担的电压与灯泡分担的电压相等,所以滑动变阻器接入电路的电阻也为12Ω.(本问若通过计算也可。) (1分)
当S、S1、S2都闭合,R0和滑动变阻器并联接入电路。所以当滑动变阻器的滑片移到最右端时阻值最大,整个电路消耗的总功率最小。 (1分)
R=R0R滑/(R0+R滑)=24Ω×18Ω/(24Ω+18Ω)=72/7Ω (1分)
P=U2/R=(12V)2/72/7Ω=14W (1分)
考点:欧姆定律的应用;并联电阻的计算;电功率的计算。
点评:关键是使灯泡正常发光的理解,即为额定电压下工作,功率为额定功率,本题通过串联电路的特征得出了滑动变阻器的阻值,要理解其含义;第三问中总功率最小,即为电阻最大时的情况。
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