Question

如图所示，电源电压为12V，且保持不变，已知滑动变阻器的最大值为18Ω，定值电阻R_O为24Ω，小灯泡上标有“6V  3W”字样．求
（1）灯泡的电阻和正常工作时的电流各是多少？
（2）S、S₁、S₂都闭合时，滑片P在中点时，电流表的读数是多少？
（3）S闭合，S₁、S₂都断开时，整个电路消耗的最小功率是多少？

Answer 1

分析：（1）由灯泡铭牌可知，灯泡额定电压是6V，额定功率是3W，由电功率公式的变形公式可以求出灯泡正常工作时的电流，然后由欧姆定律可以求出灯泡电阻．
（2）由电路图可知，S、S₁、S₂都闭合时，两电阻并联在电源两端，电流表测干路电流，由并联电路特点及欧姆定律可以求出电流表示数．
（3）由电路图可知，S闭合，S₁、S₂都断开时，灯泡与滑动变阻器串联，当滑动变阻器阻值全部接入电路时，电路电流最小，电路总功率最小，由串联电路特点及电功率公式可以求出整个电路消耗的最小功率．

解答：已知：U=12V，R_滑全=18Ω，R_O=24Ω；
求：（1）灯泡的电阻和正常工作时的电流各是多少？
（2）S、S₁、S₂都闭合时，滑片P在中点时，电流表的读数是多少？
（3）S闭合，S₁、S₂都断开时，整个电路消耗的最小功率是多少？
解：（1）∵P=UI，
∴灯泡正常工作时的电流：
I=

PL

UL

=

3W

6V

=0.5A，
∵I=

U

R

，
∴灯泡电阻R_L=

UL

I

=

6V

0.5A

=12Ω；
（2）由电路图可知，S、S₁、S₂都闭合时，
两电阻并联在电源两端，电流表测干路电流，
滑片P在中点时，电流表示数：
I=I_滑+I₀=

U

R滑

+

U

R0

=

12V

18Ω 2

+

12V

24Ω

≈1.83A；
（3）由电路图可知，S闭合，S₁、S₂都断开时，
灯泡与滑动变阻器串联，滑动变阻器阻值全部接入电路时，
电路总功率最小为：P_最小=

U2

R滑全+RL

=

(12V)2

18Ω+12Ω

=4.8W；
答：（1）灯泡电阻是12Ω，正常工作时的电流是0.5A．
（2）电流表示数是1.83A．
（3）电路消耗的最小总功率是4.8W．

点评：本题难度不是很大，分析清楚电路结构、熟练应用电功率公式及其变形公式、欧姆定律、串并联电路特点即可正确解题．