Question

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R_O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、S₁、S₂都閉合時，滑片P在中點時，電流表的讀數是多少？
（3）S閉合，S₁、S₂都斷開時，整個電路消耗的最小功率是多少？

Answer 1

分析：（1）由燈泡銘牌可知，燈泡額定電壓是6V，額定功率是3W，由電功率公式的變形公式可以求出燈泡正常工作時的電流，然后由歐姆定律可以求出燈泡電阻．
（2）由電路圖可知，S、S₁、S₂都閉合時，兩電阻并聯在電源兩端，電流表測干路電流，由并聯電路特點及歐姆定律可以求出電流表示數．
（3）由電路圖可知，S閉合，S₁、S₂都斷開時，燈泡與滑動變阻器串聯，當滑動變阻器阻值全部接入電路時，電路電流最小，電路總功率最小，由串聯電路特點及電功率公式可以求出整個電路消耗的最小功率．

解答：已知：U=12V，R_滑全=18Ω，R_O=24Ω；
求：（1）燈泡的電阻和正常工作時的電流各是多少？
（2）S、S₁、S₂都閉合時，滑片P在中點時，電流表的讀數是多少？
（3）S閉合，S₁、S₂都斷開時，整個電路消耗的最小功率是多少？
解：（1）∵P=UI，
∴燈泡正常工作時的電流：
I=

PL

UL

=

3W

6V

=0.5A，
∵I=

U

R

，
∴燈泡電阻R_L=

UL

I

=

6V

0.5A

=12Ω；
（2）由電路圖可知，S、S₁、S₂都閉合時，
兩電阻并聯在電源兩端，電流表測干路電流，
滑片P在中點時，電流表示數：
I=I_滑+I₀=

U

R滑

+

U

R0

=

12V

18Ω 2

+

12V

24Ω

≈1.83A；
（3）由電路圖可知，S閉合，S₁、S₂都斷開時，
燈泡與滑動變阻器串聯，滑動變阻器阻值全部接入電路時，
電路總功率最小為：P_最小=

U2

R滑全+RL

=

(12V)2

18Ω+12Ω

=4.8W；
答：（1）燈泡電阻是12Ω，正常工作時的電流是0.5A．
（2）電流表示數是1.83A．
（3）電路消耗的最小總功率是4.8W．

點評：本題難度不是很大，分析清楚電路結構、熟練應用電功率公式及其變形公式、歐姆定律、串并聯電路特點即可正確解題．