题目内容
【题目】如图所示,电源电压为6V,且保持不变,灯泡L上标着“6V 3.6W”字样,忽略灯丝电阻随温度的变化,定值电阻R1=16Ω,滑动变阻器R2的最大电阻为20Ω.求:![]()
①灯泡L的电阻是多少?
②当S1闭合、S2断开,且滑片P移到滑动变阻器的中点时,灯泡实际消耗的功率是多少?
③要使整个电路消耗的功率为最小,请写出开关S1、S2的开闭状态和滑片P移到的位置,并计算出最小功率是多少?
【答案】解:①由P=
可得,灯泡的电阻:
RL=
=10Ω;
②当S1闭合、S2断开,且滑片P移到滑动变阻器的中点时,L与
R2串联,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中的电流:
I=
=0.3A,
灯泡实际消耗的功率:
PL实=I2RL=(0.3A)2×10Ω=0.9W;
③由电路图可知,当开关S1闭合、S2断开且滑片位于B端时,电路消耗的总功率最小,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路消耗的最小总功率:
P小=
=1W.
答:①灯泡L的电阻是10Ω;②当S1闭合、S2断开,且滑片P移到滑动变阻器的中点时,灯泡实际消耗的功率是0.9W;③当开关S1闭合、S2断开且滑片位于B端时,整个电路消耗的功率最小,最小为1W.
【解析】①知道灯泡的额定电压和额定功率,根据P=
求出灯泡的电阻;②当S1闭合、S2断开,且滑片P移到滑动变阻器的中点时,L与
R2串联,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,利用P=I2R求出灯泡实际消耗的功率;③由P=
可知整个电路消耗的功率最小时电路中的总电阻最大,比较灯泡与R1的阻值,两者最大阻值和滑动变阻器的最大阻值串联时电路中的总电阻最大,根据电阻的串联和P=
求出其大小.本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,会判断电路消耗的最小功率是关键.
【考点精析】掌握欧姆定律及其应用和电功率的计算公式是解答本题的根本,需要知道欧姆定律的应用: 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.