Question

【題目】如圖，電源電壓一定，已知燈泡L標有“6V,7.2W”字樣（燈電阻不受溫度影響），R1=10Ω。當S、S1，閉合，且滑片P在a端時，燈正常發光；當S、S2閉合，且P在滑動變阻器中點處時，電流表示數為0.2A。

（1）求燈泡L的電阻阻值。

（2）求滑動變阻器Rx的最大值。

（3）通過對S、S1、S2的控制和調節滑動變阻器，可使電路所消耗的總功率最小，請求出電路總功率的最小值。

Answer 1

【答案】見解析所示

【解析】（1）因為燈泡L標有“6V，7.2W”字樣，所以由P=U2/R知道，燈泡L的電阻阻值是：RL =U額2/P額=(6V)2/7.2W=5Ω；

（2）由電路圖知道，當S、S1 閉合，且滑片P在a端時，電路為燈泡L的簡單電路，且燈正常發光，所以電源電壓是：U=U額 =6V；

當S、S2 閉合時，R1 與Rx 串聯，電流表測電路中的電流，當P在滑動變阻器中點處時，由串聯電路特點和歐姆定律知道總電阻是：R1 +Rx /2=U/I，即：10Ω+Rx /2=6V/0.2A，所以滑動變阻器Rx的最大值是：Rx =40Ω；

（3）因為RL＜R1，所以當閉合S、S2，并且滑片在b端時，R1與Rx 的最大阻值串聯，電路的總電阻最大，總功率最小，且電路總功率的最小值是：P最小 =U2/R1+Rx=(6V)2/10Ω+40Ω=0.72W。