Question

4．如图所示的电路中，若电源电压为4.5V，灯L标有“3V 0.9W”、滑动变阻器R上标有“35Ω  1A”的字样，电压表量程为0～3V，则灯L正常工作时滑动变阻器接入电路的阻值为5Ω，为了保证电路中各元件安全工作，若小灯泡的电阻不变，在此电路中小灯泡工作时的最小功率为0.225W．

Answer 1

分析 由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测滑动变阻器R两端的电压．
（1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电压特点求出R两端的电压，根据串联电路的电流特点和P=UI求出电路中的电流，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值；
（2）根据欧姆定律求出灯泡的电阻，当电压表的示数为3V时，灯泡的功率最小，根据串联电路的电压特点求出灯泡L两端的电压，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出灯泡的最小功率．

解答 解：电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测滑动变阻器R两端的电压．
（1）因串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光，
所以，由P=UI可得，电路中的电流：
I=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{0.9W}{3V}$=0.3A，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，变阻器R两端的电压：
U_R=U-U_L=4.5V-3V=1.5V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，变阻器接入电路中的电阻：
R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{1.5V}{0.3A}$=5Ω；
（2）灯泡的电阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{I}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω，
当电压表的示数为3V时，灯泡的功率最小，此时灯泡L两端的电压：
U_L′=U-U_R′=4.5V-3V=1.5V，
灯泡的最小功率：
P_L′=$\frac{（{U}_{L}′）^{2}}{{R}_{L}}$=$\frac{（1.5V）^{2}}{10Ω}$=0.225W．
故答案为：5；0.225．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是灯泡最小功率的判断，要注意灯泡正常发光时的电压和额定电压相等．