Question

如圖所示，電源電壓為12V，且保持不變，已知滑動(dòng)變阻器的最大值為18Ω，定值電阻R_O為24Ω，小燈泡上標(biāo)有“6V  3W”字樣。求

（1）燈泡的電阻和正常工作時(shí)的電流各是多少？
（2）S閉合，S₁、S₂都斷開時(shí)，要使燈泡正常發(fā)光，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值為多大？
（3）S、S₁、S₂都閉合時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片到何處時(shí)，整個(gè)電路消耗的總功率最小？這個(gè)最小功率是多少？

Answer 1

（1）12Ω；0.5A（2）12Ω（3）14W

解析試題分析：（1）R_燈=U_e²/P_e=（6V）²/3W=12Ω                          （1分）
I_e= P_e/ U_e=3W/6V=0.5A                                          （1分）
因?yàn)楫?dāng)S閉合，S₁、S₂都斷開時(shí)，滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)接入電路。當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器分擔(dān)的電壓與燈泡分擔(dān)的電壓相等，所以滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻也為12Ω.（本問若通過計(jì)算也可。）                                      （1分）
當(dāng)S、S₁、S₂都閉合，R₀和滑動(dòng)變阻器并聯(lián)接入電路。所以當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片移到最右端時(shí)阻值最大，整個(gè)電路消耗的總功率最小。                       （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）
考點(diǎn)：歐姆定律的應(yīng)用；并聯(lián)電阻的計(jì)算；電功率的計(jì)算。
點(diǎn)評：關(guān)鍵是使燈泡正常發(fā)光的理解，即為額定電壓下工作，功率為額定功率，本題通過串聯(lián)電路的特征得出了滑動(dòng)變阻器的阻值，要理解其含義；第三問中總功率最小，即為電阻最大時(shí)的情況。