Question

【題目】如圖所示，電源電壓保持不變，小燈泡L標有“6V 3W”的字樣，滑動變阻器R1的阻值變化范圍為0～200Ω，定值電阻R2的阻值為100Ω．（燈絲的電阻不隨溫度變化）

（1）小燈泡L的阻值為多少？

（2）當S、S1和S2都閉合，滑動變阻器的滑片滑到a端時，小燈泡L剛好正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)為多少？

（3）當滑動變阻器的滑片滑到b端，并保證電流表有示數(shù)時，開關(guān)應怎樣閉合或斷開才能使電路的總功率最小，該最小功率為多少？

Answer 1

【答案】（1）小燈泡L的阻值為12Ω；

（2）當S、S1和S2都閉合，滑動變阻器的滑片滑到a端時，此時電流表的示數(shù)為1.1A；

（3）當滑動變阻器的滑片滑到b端，并保證電流表有示數(shù)時，開關(guān)S1閉合、S2斷開才能使電路的總功率最小，該最小功率約為0.17W．

【解析】試題分析：（1）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)P=求出燈泡的電阻；

（2）當S、S1和S2都閉合，滑動變阻器的滑片滑到a端時，燈泡與電阻R2并聯(lián)，電流表測干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特和燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等可知電源的電壓，根據(jù)歐姆定律求出各支路的電流，利用并聯(lián)電路的電流特點求出電流表的示數(shù)；

（3）當滑動變阻器的滑片滑到b端，并保證電流表有示數(shù)時，滑動變阻器的最大阻值和燈泡串聯(lián)時電路的總功率最小，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點和P=求出最小功率．

解：

（1）由P=可得，燈泡的電阻：

RL===12Ω；

（2）當S、S1和S2都閉合，滑動變阻器的滑片滑到a端時，燈泡與電阻R2并聯(lián)，電流表測干路電流，

并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，

所以電源的電壓：U=U=UL=6V，

由I=可得通過燈泡L和定值電阻R2的電流分別為：

IL===0.5A，I2===0.6A，

并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，

所以此時電流表的示數(shù)：

I=IL+I2=0.5A+0.6A=1.1A；

（3）當滑動變阻器的滑片滑到b端，并保證電流表有示數(shù)時，開關(guān)S1閉合、S2斷開才能使電路的總功率最滑動變阻器的最大阻值和燈泡串聯(lián)時電路的總功率最小，

串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，

所以電路的最小總功率：

Pmin==≈0.17W．

答：（1）小燈泡L的阻值為12Ω；

（2）當S、S1和S2都閉合，滑動變阻器的滑片滑到a端時，此時電流表的示數(shù)為1.1A；

（3）當滑動變阻器的滑片滑到b端，并保證電流表有示數(shù)時，開關(guān)S1閉合、S2斷開才能使電路的總功率最小，該最小功率約為0.17W．