Question

7．把標(biāo)有“2V 0.4W”字樣的小燈泡和標(biāo)有“20Ω 1A”字樣的滑動(dòng)變阻器連接在電路中如圖所示．已知電源電壓為3V，電流表的量程為“0～0.6A”．（燈絲電阻不變）求：
（1）小燈泡的電阻．
（2）閉合開關(guān)，滑片調(diào)至B端，小燈泡的功率．
（3）滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值．

Answer 1

分析 （1）知道燈的額定電壓和額定功率，利用R=$\frac{{U}^{2}}{P}$求小燈泡燈絲電阻；
（2）滑片調(diào)至B端時(shí)，電路中電阻最大、電流最小，燈的功率最小，利用歐姆定律求出此時(shí)電路中電流，再利用P=I²R求小燈泡的最小功率；
（3）知道燈的額定電壓和額定功率，利用P=UI可得燈正常工作電流，利用歐姆定律求電路中電流，即最大電流，利用歐姆定律求此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入的最小電阻．

解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，小燈泡燈絲電阻：R_L=$\frac{{U}_{L}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（2V）^{2}}{0.4W}$=10Ω；
（2）滑片調(diào)至B端時(shí)，電路中電阻最大、電流最小，燈的功率最小，
此時(shí)電路中電流：I_最小=$\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{最大}}$=$\frac{3V}{10Ω+20Ω}$=0.1A，
小燈泡的功率：P_最小=（I_最小）²R_L=（0.1A）²×10Ω=0.1W；
（3）由P=UI可得燈正常工作電流：
I=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{0.4W}{2V}$=0.2A，
則電路中最大電流I_最大=0.2A，
設(shè)此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入的最小電阻為R_最小，
則：I_最大=$\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{最小}}$=$\frac{3V}{10Ω+{R}_{最小}}$=0.2A，
解得：R_最小=5Ω．
答：（1）小燈泡的電阻為10Ω．
（2）閉合開關(guān)，滑片調(diào)至B端，小燈泡的功率為0.1W．
（3）滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值為5Ω．

點(diǎn)評 本題考查了歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，本題易錯(cuò)點(diǎn)在第二問，電路中的最大電流不是0.6A，而是使燈正常工作的電流值．