精英家教網(wǎng)如圖所示,電路兩端的電壓U=6V且保持不變.L是標(biāo)有“6V 3W”的燈泡,它的電阻不隨溫度變化.滑動(dòng)變阻器的滑片位于某一位置時(shí),電壓表的示數(shù)為U1,滑動(dòng)變阻器消耗的電功率為P1;移動(dòng)滑片到另一位置時(shí),電壓表的示數(shù)為U2,滑動(dòng)變阻器消耗的功率為P2.要使U2=2U1,P2=P1滑動(dòng)變阻器的總電阻至少是多少歐?
分析:由電路圖可知,燈泡L與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián),電壓表測(cè)L兩端的電壓.根據(jù)由P=
U2
R
求出燈泡的電阻,根據(jù)歐姆定律結(jié)合U2=2U1得出兩種情況下電路中的電流之比,根據(jù)P=I2R結(jié)合P2=P1得出滑動(dòng)變阻器接入電路中電阻R與R′之間的關(guān)系,根據(jù)電源的電壓不變得出等式即可求出滑動(dòng)變阻器接入電路中最大阻值和燈泡電阻之間的關(guān)系,此時(shí)即為滑動(dòng)變阻器的最小總電阻.
解答:解:由P=
U2
R
可得,燈泡的電阻:
RL=
UL2
PL
=
(6V)2
3W
=12Ω,
∵I=
U
R
,且U2=2U1,
∴兩種情況下電路中的電流之比:
I1
I2
=
U1
RL
U2
RL
=
U1
U2
=
U1
2U1
=
1
2
,
∵P=I2R,且P2=P1,
∴I12R=I22R′,R′=(
I1
I2
2R=(
1
2
2R=
1
4
R,
∵電源的電壓不變,
I1
I2
=
RL+R′
RL+R
=
1
2
,
則R=2RL=2×12Ω=24Ω,
滑動(dòng)變阻器的總電阻至少是24Ω.
答:滑動(dòng)變阻器的總電阻至少是24Ω.
點(diǎn)評(píng):本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用,利用好題干中所給出的條件是關(guān)鍵.
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A.甲圖
B.乙圖
C.丙圖
D.丁圖

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A.燈炮正常發(fā)光時(shí)的電流是0.6A
B.滑片P在a端時(shí),燈的實(shí)際功率大于額定功率
C.要使燈泡正常發(fā)光,滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值是5Ω
D.滑片P在a端時(shí),10s內(nèi)燈炮消耗的電能是202.5J.

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