Question

如图所示，电源电压不变，灯泡L标有“6 V 3 W”(灯泡电阻不变)，开关S闭合。当S1、S2断开，滑片P从b端滑到某一位置时，变阻器的电阻减小6 Ω，电流表示数变化0.1 A，灯泡恰好正常发光，此时电路的电流为____________A；保持滑片P的位置不变，闭合Sl、S2，电流表的示数又变化了1.5 A。当Sl、S2都闭合时，调节滑片P，则10s内电路消耗的最少电能为___________J。

Answer 1

0.5 200

【解析】

试题分析：当S1、S2断开，开关S闭合时,灯泡与滑动变阻器串联，因为灯泡恰好正常发光，根据灯泡L标有“6 V 3 W”，由P=UI知道，此时电路的电流是0.5A，由P=U2/R知道，灯泡的电阻RL=U2/P=6V2/3W=12Ω，又因为，电源的电压不变，所以U=I1（RL+Rab）=I（RL+Rab-6Ω），即0.4A×（12Ω+Rab）=0.5A×（12Ω+Rab-6Ω），解得：Rab=18Ω，电源的电压U=0.4A×（12Ω+Rab）=0.4A×（12Ω+18Ω）=12V；

当闭合Sl、S2时，灯泡短路，滑动变阻器与R0并联，根据题意知道此时电路电流是I2=0.5A+1.5A=2A,∵并联电路中各支路两端的电压相等,所以，通过滑动变阻器的电流：I滑=U/( Rab-6Ω)=1A，∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和，∴通过R0的电流：I0=I2-I滑=2A-1A=1A，R0=12V/1A=12Ω，

当三个开关S、S1、S2都闭合且滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路消耗的电功率最小，电路消耗总功率的最小值：Pmin=U2/R0+U2/Rab=20W，则10s内电路消耗的最少电能为W=Pmint=20W×10s=200J

考点：欧姆定律 电功率，额定功率