Question

2．如图所示，电源电压恒为8V，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器的规格为“20Ω1A”，灯泡标有“6V3W”字样．若闭合开关，两电表示数均不超过所选量程，灯泡两端的电压不超过额定值，不考虑灯丝电阻变化，则：滑动变阻器能够接入电路的最小阻值为4Ω，电路消耗的最小功率为3.3 W．（精确到小数点后一位）

Answer 1

分析 由电路图可知，滑动变阻器与灯泡L串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流；
根据题意确定电路最大电流，然后应用串联电路特点与欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最小阻值；
电路电流最小时电路消耗的功率最小，根据题意求出电路的最小电流，然后求出电路消耗的最小功率．

解答 解：由电路图可知，滑动变阻器R与灯泡L串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流；
有P=UI可知，灯泡额定电流：I_L=$\frac{{P}_{L额}}{{U}_{L额}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，电流表量程为0～0.6A，电路最大电流：I=0.5A，
由I=$\frac{U}{R}$可知，灯泡电阻：R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，
电路最小电阻：R=R_滑最小+R_L=$\frac{U}{{I}_{最大}}$=$\frac{8V}{0.5A}$=16Ω，
滑动变阻器接入电路的最小阻值：R_滑最小=R-R_L=16Ω-12Ω=4Ω，
电压表量程为0～3V，电压表示数为3V时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，
电路电流最大，电路最小电流：I=$\frac{{U}_{L最小}}{{R}_{L}}$=$\frac{U-{U}_{滑最大}}{{R}_{L}}$=$\frac{8V-3V}{12Ω}$$\frac{5}{12}$A，
电路最小电功率：P=UI=8V×$\frac{5}{12}$A≈3.3W；
故答案为：4；3.3．

点评 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，关键是根据灯泡的额定电压和电流表的量程确定电路中的最大电流．