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    18．如图甲所示，电源电压U=10V，R1为定值电阻，阻值为20Ω，R为滑动变阻器，R的最大阻值为50Ω，小灯泡上标有“6V 3W”字样，小灯泡的U-I关系如图乙所示．求：

    （1）小灯泡正常工作时通过灯丝的电流．
    （2）S闭合，S1、S2都断开时，调节滑动变阻器滑片使小灯泡两端的电压为4V时，滑动变阻器接入电路的阻值．
    （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？

    分析 （1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据P=UI求出通过灯丝的电流；
    （2）S闭合，S1、S2都断开时，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出变阻器两端的电压，根据图象读出通过灯泡的电流即为电路中的电流，利用欧姆定律求出变阻器接入电路中的电阻；
    （3）S、S1、S2都闭合时，R1与滑动变阻器并联，电流表测干路电流，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路消耗的总功率最小，根据电阻的并联求出电路中的总电阻，利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出电路的最小功率．

    解答 解：（1）由P=UI可得，小灯泡正常工作时通过灯丝的电流：
    IL=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A；
    （2）S闭合，S1、S2都断开时，滑动变阻器与灯泡L串联，电压表测L两端的电压，电流表测电路中的电流，
    因串联电路中总电压等于各分电压之和，
    所以，滑动变阻器两端的电压：
    U滑=U-UL′=10V-4V=6V，
    因串联电路中各处的电流相等，
    所以，由图象可知，电路中的电流I=IL′=0.4A，
    由I=$\frac{U}{R}$可得，滑动变阻器接入电路中的电阻：
    R滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{6V}{0.4A}$=15Ω；
    （3）S、S1、S2都闭合时，R1与滑动变阻器并联，电流表测干路电流，
    当滑片位于b端时，接入电路中的电阻最大，电路消耗的总功率最小，
    因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
    所以，电路中的总电阻：
    R总=$\frac{R{R}_{1}}{R+{R}_{1}}$=$\frac{50Ω×20Ω}{50Ω+20Ω}$=$\frac{100}{7}$Ω，
    电路的最小功率：
    P小=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{总}}$=$\frac{（10V）^{2}}{\frac{100}{7}Ω}$=7W．
    答：（1）小灯泡正常工作时通过灯丝的电流为0.5A；
    （2）滑动变阻器接入电路的阻值为15Ω；
    （3）S、S1、S2都闭合时，调节滑动变阻器滑片到b端时，整个电路消耗的总功率最小，最小功率是7W．

    点评 本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，分清电路的连接方式是解题的基础和关键．

    练习册系列答案
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