Question

【題目】如圖所示，電源電壓為12V，且保持不變，已知滑動變阻器的最大值為18Ω，定值電阻RO為24Ω，小燈泡上標有“6V 3W”字樣。求

（1）燈泡的電阻和正常工作時的電流各是多少？
（2）S閉合，S1、S2都斷開時，要使燈泡正常發光，滑動變阻器接入電路中的阻值為多大？
（3）S、S1、S2都閉合時，調節滑動變阻器滑片到何處時，整個電路消耗的總功率最小？這個最小功率是多少？

Answer 1

【答案】解：（1）R燈=Ue2/Pe=（6V）2/3W=12Ω
Ie= Pe/ Ue=3W/6V=0.5A
因為當S閉合，S1、S2都斷開時，滑動變阻器與燈泡串聯接入電路。當燈泡正常發光時，滑動變阻器分擔的電壓與燈泡分擔的電壓相等，所以滑動變阻器接入電路的電阻也為12Ω.（本問若通過計算也可。）
當S、S1、S2都閉合，R0和滑動變阻器并聯接入電路。所以當滑動變阻器的滑片移到最右端時阻值最大，整個電路消耗的總功率最小。
R=R0R滑/（R0+R滑）=24Ω×18Ω/（24Ω+18Ω）=72/7Ω
P=U2/R=（12V）2/72/7Ω=14W
【解析】關鍵是使燈泡正常發光的理解，即為額定電壓下工作，功率為額定功率，本題通過串聯電路的特征得出了滑動變阻器的阻值，要理解其含義；第三問中總功率最小，即為電阻最大時的情況。
【考點精析】掌握歐姆定律及其應用和電功率的計算公式是解答本題的根本，需要知道歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R．