Question

【题目】如图所示，电源电压为12V，并且保持不变，滑动变阻器R的最大阻值为20Ω，小灯泡L上标有“6V 3W”字样．（设灯泡的电阻不变）

（1）当S闭合，要使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路中的阻值为多大？
（2）闭合S，调节滑动变阻器，求通电10min电路消耗的最少电能是多少？

Answer 1

【答案】
（1）

解：

（1）由图L与R串联，

根据P=UI，灯泡正常发光时，电路中的电流：

I=IL===0.5A，

此时变阻器两端的电压：UR=U﹣UL=12V﹣6V=6V，

根据I=，变阻器接入电路中的阻值：

R===12Ω；

（2）

灯泡的阻值：RL===12Ω，

根据W=t，

当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，同样时间内消耗的电能最少，

通电10min电路消耗的最少电能：

W最少=t=×10×60s=2700J．

【解析】（1）根据P=UI计算灯泡正常工作的电流，根据串联电路电压特点计算此时R两端电压，根据I=计算滑动变阻器接入电路中的阻值；
（2）根据W=t判断R连入阻值最大时，电路10min电路消耗的电能最少，并计算．
【考点精析】关于本题考查的欧姆定律及其应用，需要了解欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）才能得出正确答案．