Question

如图所示电路中，电源两端电压保持U=9V不变，L为标有“6V 3.6W”的小灯泡（灯丝电阻不随温度变化），R为保护电阻．电压表量程为0～3V，滑动变阻器的最大阻值为10Ω．闭合开关S后，滑动变阻器滑片移至最左端时，小灯泡恰好正常发光．在保证电表安全的条件下，保护电阻R消耗电能的最小功率为________W．

Answer 1

0.8
分析：由电路图可知，灯泡、保护电阻、滑动变阻器串联接入电路，电流表测电电路电流，电压表测滑动变阻器两端电压；由灯泡铭牌可知灯泡额定电压是6V，额定功率是3W，由电功率的变形公式可以求出灯泡额定电流，由欧姆定律可以求出灯泡电阻；由串联电路特点求出灯泡正常发光是定值电阻两端电压，然后由欧姆定律求出定值电阻阻值；当电压表示数等于它的量程3V时，电路电流最小，此时定值电阻功率最小，由串联电路特点及欧姆定律求出此时电路电流，然后由电功率公式求出R最小功率．
解答：∵P=UI，
∴灯泡额定电流I===0.6A，
∵I=，
∴灯泡电阻R_L===10Ω；
由电路图可知，滑片在最左端时，
滑动变阻器接入电路的阻值为零，灯泡正常发光，
此时定值电阻两端电压U_R=U-U_L=9V-6V=3V，
∵I=，
∴定值电阻阻值R===5Ω；
电压表示数等于3V时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，
电路电流最小，R的功率最小，此时电路电流：
I′===0.4A，
R的最小功率P_R最小=I′²R=（0.4A）²×5Ω=0.8W；
故答案为：0.8．
点评：本题难度较大，分析清楚电路结构、应用电功率公式及其变形功率、串联电路特点、欧姆定律，即可正确解题．