Question

【题目】如图所示的电路中,电源电压恒为4.5V,灯泡L标有“2.5V 1.25W”的字样（小灯泡电阻值随温度变化忽略不计）,电压表的量程为“0～3V”,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”.在接通电路后不损坏电路元件的情况下,求：

（1）小灯泡正常发光2min消耗的电能；

（2）小灯泡正常发光时的电阻；

（3）整个电路消耗的最小电功率。

Answer 1

【答案】150J 5Ω 1.35W

【解析】

（1）知道灯泡的额定功率和工作时间，根据求出小灯泡正常发光2min消耗的电能；

（2）根据求出小灯泡正常发光时的电阻；

（3）由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，当滑动变阻器接入电路的阻值增大时，其两端的电压增大，即电压表示数增大，当电压表示数最大时，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大，电路中的电流最小，整个电路消耗的电功率最小，根据串联电路电压规律求出此时灯泡两端的电压，再利用欧姆定律求出电路中的最小电流，最后根据求出整个电路消耗的最小电功率。

（1）工作时间，小灯泡正常发光2min消耗的电能：；

（2）由得，小灯泡正常发光时的电阻：。

（3）由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，当滑动变阻器接入电路的阻值增大时，其两端的电压增大，即电压表示数增大，最大电压为U滑=3V，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大，电路中的电流最小，整个电路消耗的电功率最小，此时灯泡两端的电压：，电路中的最小电流：，则整个电路消耗的最小电功率：。

答：（1）小灯泡正常发光2min消耗的电能为150J；

（2）小灯泡正常发光时的电阻为5Ω；

（3）整个电路消耗的最小电功率为1.35W。