如图所示,电源电压为12V,且保持不变,已知滑动变阻器的最大值为18Ω,定值电阻R0为24Ω,小灯泡上标有“6V??3W”字样.求
(1)灯泡的电阻和正常工作时的电流各是多少?
(2)S闭合,S1、S2都断开时,要使灯泡正常发光,滑动变阻器接入电路中的阻值为多大?
(3)S、S1、S2都闭合时,调节滑动变阻器滑片到何处时,整个电路消耗的总功率最小?这个最小功率是多少?
网友回答
解:(1)R灯===12Ω,
正常工作时的电流I额===0.5A.
答:灯泡的电阻和正常工作时的电流各是12Ω和0.5A.
(2)当S闭合,S1、S2都断开时,L和变阻器串联且灯泡正常发光,
U滑=U-U额=12V-6V=6V,
R滑===12Ω.
答:滑动变阻器接入电路中的阻值为12Ω.
(3)当闭合S、S1、S2时,变阻器与R0并联,要使整个电路消耗的功率最小,就要电路的总电阻最大,即变阻器滑片调到最右端,
此时I最小=I0+IR=+=+=A,
P最小=UI最小=12V×A=14W.
答:变阻器滑片调到最右端,整个电路消耗的总功率最小,为14W.
解析分析:(1)已知灯泡的额定电压和额定功率,根据公式R=可求灯泡的电阻,根据公式I=可求灯泡正常发光时的电流.
(2)S闭合,S1、S2都断开时,L和变阻器串联且灯泡正常发光,滑动变阻器两端的电压等于电源电压减去灯泡的额定电压,根据公式R=可求滑动变阻器接入电路的电阻.
(3)S、S1、S2都闭合时,滑动变阻器与R0并联,根据公式P=要使整个电路消耗的功率最小,就要电路的总电阻最大,即变阻器滑片调到最右端,求出此时电路电流,再利用公式P=UI求出最小功率.
点评:本题考查电阻、电流、电压、电功率等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是判断出开关断开与闭合时电路的连接情况,要记住串联电路电压和并联电路电流的规律.