Question

7．如图所示，电源电压10V恒定不变，R₀=50Ω，滑动变阻器R阻值变化范围0～20Ω．小灯泡L的阻值为10Ω．
（1）闭合开关S时，L与R串联，当滑片P在中点时，电路中电流是0.5A．
（2）闭合开关S、S₁、S₂时，电路消耗的最小功率是7W．

Answer 1

分析 （1）当开关S闭合时，L与R串联，根据串联电路电阻的特点和欧姆定律求出电路中电流；
（2）闭合开关S、S₁、S₂时，灯泡被短路，滑动变阻器和定值电阻R₀并联，当变阻器接入电路的最大阻值时电路中的电流最小，消耗的功率最小，则根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分别求出滑动变阻器和定值电阻R₀的功率，然后求其和即可．

解答 解：（1）当开关S闭合时，L与R串联，当滑片P在中点时，R′=$\frac{1}{2}$R=$\frac{1}{2}$×20Ω=10Ω，
由串联电路的总电阻等于各电阻之和可知：
R_总=R′+R_L=10Ω+10Ω=20Ω，
电路中的电流：I=$\frac{U}{{R}_{总}}$=$\frac{10V}{20Ω}$=0.5A；
（2）当闭合开关S、S₁、S₂时，灯泡被短路，滑动变阻器和定值电阻R₀并联，当变阻器接入电路的最大阻值时电路中的电流最小，消耗的功率最小；
所以，P₀=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{0}}$=$\frac{（10V）^{2}}{50Ω}$=2W，
P_R=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{{（10V）}^{2}}{20Ω}$=5W，
所以，P_最小=P₀+P_R=2W+5W=7W．
故答案为：（1）S；0.5；（2）7．

点评 本题考查了学生对串并联电路的特点、欧姆定律、电功率公式的掌握和运用，能分析电路图得出当S闭合和当S₁、S₂均闭合时的电路是本题的突破口，灵活选用公式计算是关键．