Question

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

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

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）
因為當S閉合，S₁、S₂都斷開時，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)接入電路。當燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器分擔的電壓與燈泡分擔的電壓相等，所以滑動變阻器接入電路的電阻也為12Ω.（本問若通過計算也可。）                                      （1分）
當S、S₁、S₂都閉合，R₀和滑動變阻器并聯(lián)接入電路。所以當滑動變阻器的滑片移到最右端時阻值最大，整個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：歐姆定律的應用；并聯(lián)電阻的計算；電功率的計算。
點評：關鍵是使燈泡正常發(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，即為電阻最大時的情況。