Question

14．如图所示，电源电压为6V，小灯泡L标有“6V 3W”的字样，滑动变阻器R₁的阻值变化范围为0-18Ω，定值电阻R₂的阻值为10Ω．（灯丝的电阻不随温度变化）
（1）小灯泡L正常发光的电流为0.5A，灯丝电阻为12Ω．
（2）闭合S，要使电路的总功率最小，S₁应闭合，S₂应断开，滑动变阻器的滑片滑到b端（填“a”或“b”），电路总功率的最小值为1.2W．

Answer 1

分析 （1）由P=UI计算灯泡正常发光的电流；由I=$\frac{U}{R}$计算灯泡电阻；
（2）电源电压一定，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，电阻最大时电路的功率最小，由此分析计算．

解答 解：
（1）已知灯泡的额定电压和额定功率，由P=UI可得，灯泡正常发光的电流：
I_额=$\frac{{P}_{额}}{{U}_{额}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A；
由I=$\frac{U}{R}$可得，灯泡电阻：
R_L=$\frac{{U}_{额}}{{I}_{额}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω；
（2）电源电压6V保持不变，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，电阻最大时电路的功率最小，
因为R_L＞R₂，根据串联和并联电路的电阻特点，由图知当S、S₁闭合，S₂断开时，此时R₁与L串联且滑片在最大值b端时电路中电阻最大，
电路总功率的最小值：
P_最小=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}+{R}_{L}}$=$\frac{（6V）^{2}}{18Ω+12Ω}$=1.2W．
故答案为：（1）0.5；12；（2）闭合；断开；b；1.2．

点评 本题考查了串联电路特点、欧姆定律、电功率公式的灵活运用，正确分析出电路中最大电阻是关键．