Question

【題目】如圖所示，電源電壓恒為4.5V，燈泡L標(biāo)有“2.5V 1.25W”字樣（忽略燈絲電阻變化），電壓表接入量程為0～3V，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“20Ω　lA”，則在接通后不損壞電路元件的情況下，求：
（1）燈泡L的電阻；
（2）燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值；
（3）整個(gè)電路消耗的最小電功率．

Answer 1

【答案】
（1）由P= 得：燈的電阻：RL= = =5Ω

答：燈泡L的電阻為5Ω

（2）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流I= = =0.5A，

由串聯(lián)電路的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和可知：

滑此時(shí)動(dòng)變阻器兩端的電壓U′=U﹣U額=4.5V﹣2.5V=2V，

由I= 得：滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R′= = =4Ω

答：燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為4Ω

（3）若滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最大，由串聯(lián)電路的總電阻等于各電阻之和可得：

Rmax=RL+R=5Ω+20Ω=25Ω，

電流Imin= = =0.18A，

由I= 得：滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為Umax=IminR=0.18A×20Ω=3.6V；

由于電壓表接入量程為0～3V，則則滑動(dòng)變阻器兩端的電壓最大為3V，

燈泡兩端的最小電壓為ULmin=U﹣UR=4.5V﹣3V=1.5V，

所以電路為I=IL= = =0.3A；

整個(gè)電路消耗的電功率最小Pmin=UI=4.5V×0.3V=1.35W．

答：整個(gè)電路消耗的最小電功率為1.35W

【解析】（1）知道燈泡的額定電壓和額定功率，利用R= 求出燈泡的電阻；（2）知道燈泡的電阻和額定電壓，求出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值．（3）根據(jù)P=UI可知當(dāng)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值最大時(shí)，電流最小，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)求出總電阻，即可利用P= 求最小電功率．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解歐姆定律及其應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)，掌握歐姆定律的應(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�。�（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），以及對(duì)電功率的計(jì)算公式的理解，了解計(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．