Question

【題目】如圖所示，電源電壓不變，燈泡L標有“6V 3W”（不考慮溫度對燈泡電阻的影響） . 當開關S閉合，S1、S2斷開，滑片P從b端滑到某一位置時，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；保持滑片P位置不變，閉合S1、S2 ， 電流表的示數(shù)又變化了1.5A . 則當S1、S2都閉合時，調(diào)節(jié)滑片P，電路消耗的最小功率為（ ）

A.2 W
B.10 W
C.15 W
D.20 W

Answer 1

【答案】D
【解析】開關S閉合：當S1、S2斷開，滑片P在b端時，等效電路圖如圖1所示；
滑片滑到某一位置時，等效電路圖如圖2所示；
保持滑片P位置不變，閉合S1、S2 ， 等效電路圖如圖3所示．
⑴圖2中：
∵串聯(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：
I2=IL= =0.5A；
∴圖1中的電流I1=I2-0.1A=0.5A-0.1A=0.4A，
圖3中電流表的示數(shù)I3=I2+1.5A=0.5A+1.5A=2A，
根據(jù)歐姆定律可得，燈泡的電阻：
RL= =12Ω，
∵電源的電壓不變，
∴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；
圖3中：
∵并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
∴通過滑動變阻器的電流：
I滑= =1A，
∵并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
∴通過R0的電流：
I0=I3-I滑=2A-1A=1A，
R0= =12Ω，
當三個開關S、S1、S2都閉合且滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路消耗的電功率最小，
電路消耗總功率的最小值：
Pmin= =20W．
所以答案是：D．
【考點精析】掌握歐姆定律的變形公式和電功率的計算公式是解答本題的根本，需要知道公式的理解：①公式中的I、U和R必須是在同一段電路中；②I、U和R中已知任意的兩個量就可求另一個量；③計算時單位要統(tǒng)一；計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R．