Question

8．如圖所示，電源電壓U=12V且保持不變，滑動變阻器R的最大阻值為12Ω，小燈泡L標有“6V 6W”字樣，燈絲電阻不隨溫度改變，．求：
（1）小燈泡L的電阻；
（2）當滑動變阻器連入電路的阻值為多大時，小燈泡正常發(fā)光；
（3）閉合開關后，滑片P移動過程中，小燈泡的最小功率．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$的變形式即可求出燈泡L的電阻；
（2）求燈泡正常發(fā)光時的功率和額定功率相等，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和P=UI求出電路中的電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓，利用歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的電阻；
（3）閉合開關后，滑片P移動過程中，當滑動變阻器連入電路的阻值最大時，電路中的電流最小，利用串聯(lián)電路的電阻特點求出總阻值，利用歐姆定律求出最小電流，最后利用P=I²R即可求燈泡的最小功率．

解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得：燈泡L的電阻R_L=$\frac{{{U}_{額}}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（6V）^{2}}{6W}$=6Ω；
（2）根據(jù)P=UI可得，當燈泡正常發(fā)光時的電路中的電流：
I=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{6W}{6V}$=1A，
由串聯(lián)電路中總電壓等于各電阻兩端電壓之和得滑動變阻器兩端的電壓：
U_滑=U-U_L=12V-6V=6V，
根據(jù)歐姆定律可得，滑動變阻器接入電路的阻值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{6V}{1A}$=6Ω；
（3）閉合開關后，當滑動變阻器連入電路的阻值最大時，電路中的電流最小，
所以，根據(jù)串聯(lián)電路的總阻值等于各電阻之和可知：
R=R_滑最大+R_L=12Ω+6Ω=18Ω，
則最小電流為I_最小=$\frac{U}{R}$=$\frac{12V}{18Ω}$=$\frac{2}{3}$A，
燈泡的最小功率為PI_最小═（I_最小）²R_L=（$\frac{2}{3}$A）²×6Ω≈2.7W．
答：（1）小燈泡L的電阻為6Ω；
（2）當滑動變阻器連入電路的阻值為6Ω時，小燈泡正常發(fā)光；
（3）閉合開關后，滑片P移動過程中，小燈泡的最小功率為2.7W．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用，關鍵是知道用電器正常工作時的功率和額定功率相等．