Question

【題目】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RO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閉合，S1、S2都斷開(kāi)時(shí)，要使燈泡正常發(fā)光，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值為多大？
（3）S、S1、S2都閉合時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片到何處時(shí)，整個(gè)電路消耗的總功率最�。窟@個(gè)最小功率是多少？

Answer 1

【答案】解：（1）R燈=Ue2/Pe=（6V）2/3W=12Ω
Ie= Pe/ Ue=3W/6V=0.5A
因?yàn)楫?dāng)S閉合，S1、S2都斷開(kāi)時(shí)，滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)接入電路。當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器分擔(dān)的電壓與燈泡分擔(dān)的電壓相等，所以滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻也為12Ω.（本問(wèn)若通過(guò)計(jì)算也可。）
當(dāng)S、S1、S2都閉合，R0和滑動(dòng)變阻器并聯(lián)接入電路。所以當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片移到最右端時(shí)阻值最大，整個(gè)電路消耗的總功率最小。
R=R0R滑/（R0+R滑）=24Ω×18Ω/（24Ω+18Ω）=72/7Ω
P=U2/R=（12V）2/72/7Ω=14W
【解析】關(guān)鍵是使燈泡正常發(fā)光的理解，即為額定電壓下工作，功率為額定功率，本題通過(guò)串聯(lián)電路的特征得出了滑動(dòng)變阻器的阻值，要理解其含義；第三問(wèn)中總功率最小，即為電阻最大時(shí)的情況。
【考點(diǎn)精析】掌握歐姆定律及其應(yīng)用和電功率的計(jì)算公式是解答本題的根本，需要知道歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無(wú)關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過(guò)的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過(guò)的電流就越小．（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；計(jì)算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計(jì)算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R．