Question

【題目】如圖甲所示電路，電源電壓不變，燈泡L標(biāo)有“6V3W”（燈絲電阻不變），圖乙為定值電阻R0的U﹣I關(guān)系圖象，開關(guān)S閉合，當(dāng)S1、S2斷開，滑片P從b端滑到某一位置時(shí)，變阻器的電阻減小6Ω，電流表的示數(shù)變化0.1A，燈泡恰好正常發(fā)光。

（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻；

（2）滑動(dòng)變阻器的最大電阻值R和電源電壓；

（3）當(dāng)S1、S2都閉合時(shí)，調(diào)節(jié)滑片P，電路消耗的最小功率。

Answer 1

【答案】（1）12Ω；（2）18Ω， 12V；（3）152W。

【解析】

（1）根據(jù)電功率的公式得到小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻；
（2）開關(guān)S閉合，當(dāng)S1、S2斷開，燈泡L和滑動(dòng)變阻器的整個(gè)電阻Rab串聯(lián)，判斷出P在兩個(gè)位置的電流，根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路特點(diǎn)列式可求出滑動(dòng)變阻器的最大電阻值R和電源電壓；
（3）保持滑片P的位置不變，閉合S1、S2，此時(shí)R0與變阻器并聯(lián)，根據(jù)圖乙數(shù)據(jù)求出R0的阻值；由電功率的公式計(jì)算電路的最小功率。

（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻：；

（2）開關(guān)S閉合，當(dāng)S1、S2斷開，滑片P從b端滑到某一位置時(shí)，燈泡L與Rap串聯(lián)，因?yàn)榇��?lián)電路中各處的電流相等，且燈泡正常發(fā)光；根據(jù)P=UI可得，電路中的電流：，滑片P在b端時(shí)，燈泡L與Rab串聯(lián)，此時(shí)總電阻最大，電流最小，則根據(jù)題意可得此時(shí)電路中的電流：I1=I2-0.1A=0.5A-0.1A=0.4A，因?yàn)殡娫吹碾妷翰蛔儯�所�?/span>U=I1（RL+Rab）=I（RL+Rab-6Ω），即：0.4A×（12Ω+Rab）=0.5A×（12Ω+Rab-6Ω），
解得：Rab=18Ω；電源的電壓：U=0.4A×（12Ω+Rab）=0.4A×（12Ω+18Ω）=12V；

（3）當(dāng)三個(gè)開關(guān)S、S1、S2都閉合時(shí)，電路為R0與Rab并聯(lián)，且滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電路消耗的電功率最小。由圖乙可知，R0兩端的電壓和通過的電流成正比，當(dāng)U0=2V時(shí)，I0=2A，所以R0的阻值：，電路消耗總功率的最小值：。