题目内容

【题目】如图所示,电源电压为l0V,且保持不变,已知滑动变阻器的最大阻值为25Ω,定值电阻R0为20Ω,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)当S闭合,S1、S2都断开时,要使灯泡正常发光,滑动变阻器连入电路中的阻值为多大?
(3)当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?

【答案】
(1)解:灯泡电阻R= = =12Ω;

灯泡正常工作时的电流I= = =0.5A;

答:灯泡的电阻是12Ω,灯泡正常工作时的电流是0.5A


(2)解:当S闭合,S1、S2都断开时,滑动变阻器与灯泡串联,

灯泡正常发光时,UL=6V,滑动变阻器两端的电压U=U﹣UL=10V﹣6V=4V,

滑动变阻器接入电路的阻值R= = =8Ω;

答:当S闭合,S1、S2都断开时,要使灯泡正常发光,滑动变阻器连入电路中的阻值为8Ω


(3)解:当S、S1、S2都闭合时,定值电阻R0与滑动变阻器并联,灯泡被短路,

滑动变阻器接入电路的阻值最大,即滑片在最左端时,整个电路消耗的电功率最小,此时:

P最小=P0+P= + = + =9W;

答:当S、S1、S2都闭合时,调节滑动变阻器滑片到最左端时,整个电路消耗的总功率最小;这个最小功率是9W


【解析】(1)由题意知,灯泡额定电压是6V,额定功率是3W,由电功率的变形公式可以求出灯泡的电阻与灯泡正常工作时的电流.(2)由电路图知,当S闭合,S1、S2都断开时,滑动变阻器与灯泡串联,由串联电路特点求出灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压,然后由欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值.(3)由电路图知,当S、S1、S2都闭合时,定值电阻R0与滑动变阻器并联,灯泡被短路,由串联电路特点求出并联电路的最大阻值,然后由电功率公式求出电路的最小功率.
【考点精析】关于本题考查的欧姆定律及其应用和电功率的计算公式,需要了解欧姆定律的应用: ① 同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时,通过的电流也增大.(R=U/I) ② 当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小.(I=U/R) ③ 当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大.(U=IR);计算电功率公式:P =W/t ;P=UI ; 式中单位P→瓦(w);W→焦;t→秒;U→伏(V);I→安(A)计算电功率还可用公式:P=I2R和P= U2/R才能得出正确答案.

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