Question

【題目】如圖所示的電路中,電源電壓恒為4.5V,燈泡L標有“2.5V 1.25W”的字樣（小燈泡電阻值隨溫度變化忽略不計）,電壓表的量程為“0～3V”,滑動變阻器的規格為“20Ω 1A”.在接通電路后不損壞電路元件的情況下,求：

（1）小燈泡正常發光2min消耗的電能；

（2）小燈泡正常發光時的電阻；

（3）整個電路消耗的最小電功率。

Answer 1

【答案】150J 5Ω 1.35W

【解析】

（1）知道燈泡的額定功率和工作時間，根據求出小燈泡正常發光2min消耗的電能；

（2）根據求出小燈泡正常發光時的電阻；

（3）由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，當滑動變阻器接入電路的阻值增大時，其兩端的電壓增大，即電壓表示數增大，當電壓表示數最大時，此時滑動變阻器接入電路的阻值最大，電路中的電流最小，整個電路消耗的電功率最小，根據串聯電路電壓規律求出此時燈泡兩端的電壓，再利用歐姆定律求出電路中的最小電流，最后根據求出整個電路消耗的最小電功率。

（1）工作時間，小燈泡正常發光2min消耗的電能：；

（2）由得，小燈泡正常發光時的電阻：。

（3）由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，當滑動變阻器接入電路的阻值增大時，其兩端的電壓增大，即電壓表示數增大，最大電壓為U滑=3V，此時滑動變阻器接入電路的阻值最大，電路中的電流最小，整個電路消耗的電功率最小，此時燈泡兩端的電壓：，電路中的最小電流：，則整個電路消耗的最小電功率：。

答：（1）小燈泡正常發光2min消耗的電能為150J；

（2）小燈泡正常發光時的電阻為5Ω；

（3）整個電路消耗的最小電功率為1.35W。