Question

12．如圖所示，電源電壓為9V保持不變，燈L上標(biāo)有“6V  1.2W”字樣，滑動變阻器R₁的最大阻值為60Ω，R₂=20Ω，燈泡的電阻不變．求：
（1）燈泡的電阻．
（2）當(dāng)S₁斷開，S₂閉合，滑動變阻器的滑片在最左端時，電路中的電流．
（3）電路工作時消耗的最小功率．

Answer 1

分析 （1）由燈泡的銘牌信息可知額定電壓及額定功率，由公式R=$\frac{{U}^{2}}{P}$可求得燈泡的電阻；
（2）當(dāng)S₁斷開，S₂閉合，滑動變阻器的滑片在最左端時，滑動變阻器R₁短路，電路中只有R₂接入，則由歐姆定律可求得電路中的電流；
（3）由功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，當(dāng)電路中電阻最大時總功率最小，則得出最大電阻即可由功率公式求得最小功率．

解答 解：（1）由功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得：
燈泡的電阻 R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{{（6V）}^{2}}{1.2W}$=30Ω；
（2）當(dāng)S₁斷開，S₂閉合，滑動變阻器的滑片在最左端時，電路中只有R₂，
由歐姆定律得電路中的電流為I=$\frac{{U}_{總}}{{R}_{2}}$=$\frac{9V}{20Ω}$=0.45A；
（3）當(dāng)電路中總電阻最大時，整個電路消耗的功率最小，由題意知，最大電阻應(yīng)為滑動變阻器全部接入后與燈泡串聯(lián)；
即最大電阻R_最大=60Ω+30Ω=90Ω；
P_最小=$\frac{{{U}_{總}}^{2}}{{R}_{最大}}$=$\frac{（9V）^{2}}{90Ω}$=0.9W．
答：（1）燈泡電阻為30Ω；
（2）當(dāng)S₁斷開，S₂閉合，滑動變阻器的滑片在最左端時，電路中電流為0.45A；
（3）電路工作時消耗的最小功率為0.9W．

點評 當(dāng)電阻并聯(lián)時，總電阻一定會小于任一電阻，故第三問中只能是燈泡與滑動變阻器的全部阻值接入時總電阻最大．