Question

15．如图是某同学探究一个调光电路，已知元件的规格分别为：灯L“6V 6W”（不考虑灯丝电阻变化）变阻器的阻值范围为0～12Ω，电源电压恒为6V．
（1）求灯的电阻．
（2）当S闭合，把滑动变阻器的滑片移至中点位置时，求通过灯泡的电流．
（3）将滑片从最左端移到最右端过程中，求灯的最小功率．

Answer 1

分析 （1）已知灯泡额定电压和额定功率，利用公式R=$\frac{{U}^{2}}{P}$得到灯泡电阻；
（2）当S闭合，把滑动变阻器的滑片移至中点位置时，可以得到电路总电阻；已知电源电压和总电阻，可以得到电路电流；
（3）当滑片移到最右端时，电路电阻最大，电流最小．灯泡最小功率用P=I²R计算．

解答 解：
（1）因为P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，
所以灯泡电阻为R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（6V）^{2}}{6W}$=6Ω；
（2）当滑片在中点时，滑动变阻器接入电阻为R₀=$\frac{1}{2}$×12Ω=6Ω，
此时电路总电阻为R=R_L+R₀=6Ω+6Ω=12Ω，
电路电流为I=$\frac{U}{R}$=$\frac{6V}{12Ω}$=0.5A；
（3）滑片移到最右端过程时，电路总电阻为R_最大=R_L+R=6Ω+12Ω=18Ω，
此时电路电流最小为I_最小=$\frac{U}{{R}_{最大}}$=$\frac{6V}{18Ω}$=$\frac{1}{3}$A，
灯泡最小功率为P_L′=I_最小²R_L=（$\frac{1}{3}$A）²×6Ω≈0.67W．
答：
（1）灯的电阻为6Ω；
（2）通过灯泡的电流为0.5A；
（3）灯的最小功率为0.67W．

点评 此题考查的是我们对串联电路特点、欧姆定律和电功率有关公式及其变形的掌握和应用，是一道电学综合题，计算过程不复杂，难度不大，属于基础题．