Question

【题目】如图1所示，电源电压U=12V，R1为定值电阻，阻值为24Ω，R为滑动变阻器．R的最大阻值为48Ω，小灯泡上标有“6V 3W”，小灯泡的U﹣I关系如图2所示．求：

图1 图2

（1）灯泡正常工作时通过灯丝的电流是多少？

（2）S闭合，S1、S2都断开时，调节滑动变阻器，当小灯泡两端的电压为4V时，滑动变阻器接入电阻的阻值为多大？

（3）S、S1、S2都闭合时，调节滑动变阻器滑片到何处时，整个电路消耗的总功率最小，这个最小功率是多少？

Answer 1

【答案】（1）0.5A；（2）20Ω；（3）9W

【解析】

（1）灯泡正常工作时，两端的电压为UL=6V，由图2可得，灯泡正常工作时通过灯丝的电流IL=0.5A；

（2）当S闭合，S1、S2都断开时，灯泡与滑动变阻器R串联，电压表测量灯泡L两端的电压，电流表测量串联电路的电流，当小灯泡两端的电压为4V时，由图象可知电路中的电流I=0.4A，滑动变阻器接入电阻的阻值R滑==20Ω；

（3）S、S1、S2都闭合时，电阻R1和滑动变阻器R并联，电流表测量干路中的电流，当滑动变阻器接入电路的电阻最大时电路消耗的总功率最小，整个电路消耗的总功率最小为：P=P1+PR==9W。

答：（1）灯泡正常工作时通过灯丝的电流为0.5A；

（2）S闭合，S1、S2都断开时，调节滑动变阻器，当小灯泡两端的电压为4V时，滑动变阻器接入电阻的阻值为20Ω；

（3）S、S1、S2都闭合时，调节滑动变阻器滑片到b处时，整个电路消耗的总功率最小为9W。