Question

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R_O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？

Answer 1

（1）12Ω；0.5A（2）12Ω（3）14W

试题分析：（1）R_灯=U_e²/P_e=（6V）²/3W=12Ω                          （1分）
I_e= P_e/ U_e=3W/6V=0.5A                                          （1分）
因为当S闭合，S₁、S₂都断开时，滑动变阻器与灯泡串联接入电路。当灯泡正常发光时，滑动变阻器分担的电压与灯泡分担的电压相等，所以滑动变阻器接入电路的电阻也为12Ω.（本问若通过计算也可。）                                      （1分）
当S、S₁、S₂都闭合，R₀和滑动变阻器并联接入电路。所以当滑动变阻器的滑片移到最右端时阻值最大，整个电路消耗的总功率最小。                       （1分）
R=R₀R_滑/（R₀+R_滑）=24Ω×18Ω/（24Ω+18Ω）=72/7Ω               （1分）
P=U²/R=（12V）²/72/7Ω=14W                                      （1分）
点评：关键是使灯泡正常发光的理解，即为额定电压下工作，功率为额定功率，本题通过串联电路的特征得出了滑动变阻器的阻值，要理解其含义；第三问中总功率最小，即为电阻最大时的情况。