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、S₁、S₂都閉合時(shí)，滑片P在中點(diǎn)時(shí)，電流表的讀數(shù)是多少？
（3）S閉合，S₁、S₂都斷開(kāi)時(shí)，整個(gè)電路消耗的最小功率是多少？

Answer 1

分析：（1）由燈泡銘牌可知，燈泡額定電壓是6V，額定功率是3W，由電功率公式的變形公式可以求出燈泡正常工作時(shí)的電流，然后由歐姆定律可以求出燈泡電阻．
（2）由電路圖可知，S、S₁、S₂都閉合時(shí)，兩電阻并聯(lián)在電源兩端，電流表測(cè)干路電流，由并聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律可以求出電流表示數(shù)．
（3）由電路圖可知，S閉合，S₁、S₂都斷開(kāi)時(shí)，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值全部接入電路時(shí)，電路電流最小，電路總功率最小，由串聯(lián)電路特點(diǎn)及電功率公式可以求出整個(gè)電路消耗的最小功率．

解答：已知：U=12V，R_滑全=18Ω，R_O=24Ω；
求：（1）燈泡的電阻和正常工作時(shí)的電流各是多少？
（2）S、S₁、S₂都閉合時(shí)，滑片P在中點(diǎn)時(shí)，電流表的讀數(shù)是多少？
（3）S閉合，S₁、S₂都斷開(kāi)時(shí)，整個(gè)電路消耗的最小功率是多少？
解：（1）∵P=UI，
∴燈泡正常工作時(shí)的電流：
I=

PL

UL

=

3W

6V

=0.5A，
∵I=

U

R

，
∴燈泡電阻R_L=

UL

I

=

6V

0.5A

=12Ω；
（2）由電路圖可知，S、S₁、S₂都閉合時(shí)，
兩電阻并聯(lián)在電源兩端，電流表測(cè)干路電流，
滑片P在中點(diǎn)時(shí)，電流表示數(shù)：
I=I_滑+I₀=

U

R滑

+

U

R0

=

12V

18Ω 2

+

12V

24Ω

≈1.83A；
（3）由電路圖可知，S閉合，S₁、S₂都斷開(kāi)時(shí)，
燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器阻值全部接入電路時(shí)，
電路總功率最小為：P_最小=

U2

R滑全+RL

=

(12V)2

18Ω+12Ω

=4.8W；
答：（1）燈泡電阻是12Ω，正常工作時(shí)的電流是0.5A．
（2）電流表示數(shù)是1.83A．
（3）電路消耗的最小總功率是4.8W．

點(diǎn)評(píng)：本題難度不是很大，分析清楚電路結(jié)構(gòu)、熟練應(yīng)用電功率公式及其變形公式、歐姆定律、串并聯(lián)電路特點(diǎn)即可正確解題．