Question

11．如圖所示，電源電壓為6V，燈泡L上標(biāo)有“4V  0.8W”字樣，滑動變阻器的最大電阻值為100Ω，閉合開關(guān)S，問：
（1）燈泡正常發(fā)光時通過燈泡的電流是多少？
（2）燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器每分鐘消耗的電能是多少？
（3）燈泡L消耗的最小功率是多大？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)銘牌求出燈泡的額定電流，即為燈泡正常工作時串聯(lián)電路的電流；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律可求得接入電路的滑動變阻器的電阻值R_ap；然后根據(jù)Q=I²Rt求出滑動變阻器每分鐘產(chǎn)生的熱量；
（3）根據(jù)P=I²R可知，當(dāng)滑片P滑到b端，電路中的電流最小，燈泡L消耗的功率最小；先求出燈泡的電阻，再根據(jù)電阻的串聯(lián)特點和歐姆定律求出電路中的最小電流，利用P=I²R求出燈泡L消耗的最小功率．

解答 解：（1）由P=UI可得，燈泡正常工作時電路中的電流：
I=I_額=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{0.8W}{4V}$=0.2A，
（2）滑動變阻器兩端的電壓：
U_ap=U-U_額=6V-4V=2V，
滑動變阻器接入電路的電阻值：
R_ap=$\frac{{U}_{ab}}{I}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω，
此時滑動變阻器每分鐘產(chǎn)生的熱量：
Q=I²R_apt=（0.2A）²×10Ω×60s=24J；
（3）當(dāng)滑片P滑到b端，燈泡L消耗的功率最��；
燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{額}}{{I}_{額}}$=$\frac{4V}{0.2A}$=20Ω，
電路中的電流：
I=$\frac{U}{{R}_+{R}_{L}}$=$\frac{6V}{100Ω+20Ω}$=0.05A，
燈泡的最小功率：
P_L=I²R_L=（0.05A）²×20Ω=0.05W．
答：（1）燈泡正常發(fā)光時，通過燈泡的電流是0.2A；
（2）燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器每分鐘消耗的電能是24J；
（3）燈泡L消耗的最小功率是0.05W．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律電功、電功率的計算，關(guān)鍵是公式及其變形式的靈活運用．