Question

【題目】如圖甲所示電路,電源電壓為8V且恒定不變,燈泡L上標有“5V 5W”字樣，R為滑動變阻器。從滑動變阻器的最右端向左移動滑片P到某一位置,電壓表與電流表的示數呈現如圖乙所示的規律(假設燈泡燈絲的電阻不變),求:

(1)當小燈泡正常發光時,電路中的電流、滑動變阻器R連入電路的阻值及5min整個電路電流所做的功；

(2)在移動滑片的這個過程,整個電路消耗的最小功率。

Answer 1

【答案】（1）1A；3Ω；2400J；（2）1.6W。

【解析】

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，電流表測電路中的電流。
（1）燈泡正常發光時的電壓和額定電壓相等，根據串聯電路的電流特點和P=UI求出電路中的電流，根據串聯電路的電壓特點求出此時滑動變阻器兩端的電壓，再根據歐姆定律求出滑動變阻器R連入電路的阻值，利用W=UIt求出5min整個電路電流所做的功；
（2）當滑片位于右端時，接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，電路的總功率最小，根據圖乙讀出電路中的最小電流，利用P=UI求出電路消耗的最小功率。

燈泡與滑動變阻器串聯，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流。
（1）小燈泡正常發光時的電壓UL=5V，功率PL=5W，因串聯電路中各處的電流相等，所以，由P=UI可得電路中的電流：，因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，此時滑動變阻器兩端的電壓：UR=U-UL=8V-5V=3V，滑動變阻器R連入電路的阻值：，5min整個電路電流所做的功：W=UIt=8V×1A×5×60s=2400J；

（2）當滑片位于右端時，接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，電路的總功率最小，由圖乙可知，電路中的最小電流為0.2A，則電路消耗的最小功率P小=UI小=8V×0.2A=1.6W。