Question

【題目】如圖所示，電源電壓保持不變，小燈泡L標有“6V 3W”的字樣，滑動變阻器R1的阻值變化范圍為0～20Ω，定值電阻R2的阻值為10Ω．（燈絲的電阻不隨溫度變化）
（1）小燈泡L 的阻值為多少？
（2）當S、S1和S2都閉合，滑動變阻器的滑片滑到a端時，小燈泡L 剛好正常發光，此時電流表的示數為多少？
（3）當滑動變阻器的滑片滑到b端，并保證電流表有示數時，開關應怎樣閉合或斷開才能使電路的總功率最小，該最小功率為多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：燈泡的電阻RL= = =12Ω，

答：小燈泡L的阻值是12Ω

（2）解：S、S1和S2都閉合，滑動變阻器的滑片滑到a端時的等效電路圖如圖所示，

此時燈泡剛好正常發光，則電源電壓U=UL=6V，流過燈泡的電流IL= = =0.5A，

流過電阻R2的電流I2= = =0.6A，電流表示數I=IL+I2=0.5A+0.6A=1.1A；

答：電流表的示數為1.1A．

（3）解：因為RL＞R2，由電路圖知，當開關S閉合，S1閉合，S2斷開，

滑片P滑到b端時電路電阻最大，電路消耗的功率最小，等效電路圖如圖所示，

此時電路功率P= = =1.125W；

答：當開關S閉合，S1閉合，S2斷開，滑片P滑到b端時電路電阻最大，電路消耗的功率最小；

最小功率是1.125W

【解析】（1）由燈泡銘牌可以找出燈泡的額定電壓與額定功率，由R= 求出燈泡的阻值；（2）畫出開關S、S1和S2都閉合，滑動變阻器的滑片滑到a端時的等效電路圖，由功率變形公式I= 求出流過燈泡的電流，由歐姆定律可以求出流過電阻R2的電流，然后由并聯電路的特點求出電流表的示數；（3）電源電壓一定，當電路電阻最大時，電路的總功率最小，由電路圖判斷電路電阻最大，即電路總功率最小的條件，然后由串聯電路特點及功率公式P= 求出電路的最小功率．
【考點精析】利用歐姆定律及其應用和電功率的計算公式對題目進行判斷即可得到答案，需要熟知歐姆定律的應用： 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．