Question

如圖所示，標有“6V 3W”字樣的小燈泡與最大阻值為20Ω的滑動變阻器串聯(lián)在電路中．當變阻器連入電路中的電阻為12Ω時燈正常發(fā)光．（不考慮燈泡電阻受溫度影響，電源電壓不變）求：
（1）燈泡電阻；
（2）電源電壓；
（3）電路消耗的最小功率．

Answer 1

分析：（1）由燈的額定電壓及額定功率利用功率公式P=UI可求得通過燈泡的電流，再由歐姆定律可求得電阻；因L與電阻R串聯(lián)，由歐姆定律可求得R兩端的電壓，利用串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可求得電源電壓；
（2）根據(jù)歐姆定律可知，電路中總電阻最大時，即滑動變阻器處于最大阻值時，電路消耗的功率最小，根據(jù)P=UI求出電路消耗的最小功率．

解答：解：（1）燈正常發(fā)光時的電流I=

PL

UL

=

3W

6V

=0.5A，
燈泡電阻為R_L=

UL

I

=

6V

0.5A

=12Ω；
（2）電源電壓U=U_L+IR=6V+0.5A×12Ω=12V．
（3）電路中最大電阻為R_總=R_L+R′=12Ω+20Ω=32Ω，
電路中的電流為I′=

U

R總

=

12V

32Ω

=0.375A，
電路消耗的最小功率為P=UI′=12V×0.375A=4.5W．
答：（1）燈泡電阻為12Ω；（2）電源電壓為12V；（3）電路消耗的最小功率為4.5W．

點評：本題考查串聯(lián)電路的規(guī)律、歐姆定律及電功的公式應(yīng)用，應(yīng)注意燈泡正常工作即工作在額定電壓下，難點是電路最小功率的判斷．