Question

9．圖甲所示是標(biāo)有“3.8V 1.2W”的燈泡L中的電流隨著它的兩端電壓的變化關(guān)系圖象，將此燈泡接入圖乙所示的電路中，只閉合開關(guān)S時(shí)，燈泡的功率為0.9W．將滑動(dòng)變阻器滑片P移至變阻器中點(diǎn)，再閉合開關(guān)S₁，電流表示數(shù)變化了0.2A．當(dāng)兩個(gè)開關(guān)S、S₁都閉合時(shí)，合理調(diào)節(jié)變阻器R的阻值，電路消耗功率的最小值為1.2W．

Answer 1

分析 （1）只閉合開關(guān)S時(shí)，電路為L的簡單電路，根據(jù)圖甲讀出燈泡的功率為0.9W時(shí)的電壓和電流值，即可得出電源的電壓；將滑動(dòng)變阻器滑片P移至變阻器中點(diǎn)，再閉合開關(guān)S₁時(shí)，通過L的電流不變，變化的為通過變阻器的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出變阻器的阻值，進(jìn)一步求出滑動(dòng)變阻器的最大阻值；
（2）當(dāng)兩個(gè)開關(guān)S、S₁都閉合時(shí)，L與R并聯(lián)，當(dāng)變阻器接入電路中的阻值最大時(shí)電路消耗的功率最小，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出變阻器消耗的電功率，然后加上燈泡消耗的電功率即可得出答案．

解答 解：（1）只閉合開關(guān)S時(shí)，電路為L的簡單電路，
由圖甲可知，當(dāng)U_L=3V，I_L=0.3A時(shí)，燈泡的電功率P_L=U_LI_L=3V×0.3A=0.9W，
則電源的電壓U=U_L=3V，
將滑動(dòng)變阻器滑片P移至變阻器中點(diǎn)，再閉合開關(guān)S₁時(shí)，
因并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響，且干路電流等于各支路電流之和，
所以，干路電流表變化的示數(shù)即為通過滑動(dòng)變阻器的電流，I_R=0.2A，
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得：
$\frac{R}{2}$=$\frac{U}{{I}_{R}}$=$\frac{3V}{0.2A}$=15Ω，
則R=30Ω；
（2）當(dāng)兩個(gè)開關(guān)S、S₁都閉合時(shí)，L與R并聯(lián)，變阻器接入電路中的阻值最大時(shí)電路消耗的功率最小，
則變阻器消耗的電功率：
P_R=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{（3V）^{2}}{30Ω}$=0.3W，
電路消耗功率的最小值：
P_小=P_L+P_R=0.9W+0.3W=1.2W．
故答案為：1.2．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，要注意燈泡的電阻是變化的，根據(jù)圖甲讀出符合題意的電流和電壓值是關(guān)鍵．