Question

如圖所示，電源電壓恒為24V，小燈泡標(biāo)有“6V、3W”字樣，定值電阻R₂的阻值為24Ω，當(dāng)S閉合，S₁、S₂都斷開且滑片P移到滑動變阻器的中點時，等L正常發(fā)光．
（1）燈泡L的電阻是多少？
（2）滑動變阻器的最大阻值是多少？
（3）當(dāng)S₁、S₂都閉合時，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使整個電路消耗的總功率最小，這個最小值是多少？

Answer 1

解：（1）由功率公式：P=得：
燈泡的電阻：
R===12Ω；
（2）當(dāng)S閉合，S₁、S₂都斷開，L與R₁串聯(lián)，P位于中點L正常發(fā)光時
U₁=U-U_額=24V-6V=18V；
I===0.5A；
R_1中===36Ω；
R_1最大=2R_1中=2×36Ω=72Ω；
（3）當(dāng)S、S₁、S₂都閉合，R₁、R₂并聯(lián)且滑片置于最右端時，電路消耗功率最小
R_總===18Ω；
P_最小===32W；
答：（1）燈泡的電阻為12Ω；（2）滑動變阻器的最大電阻為72Ω；（3）電路中消耗的最小功率為32W．
分析：（1）由燈泡的銘牌信息可知燈泡的額定功率及額定電壓，則由功率公式可求得燈泡的電阻；
（2）當(dāng)S閉合，S₁、S₂都斷開時，電路中燈泡及滑動變阻器串聯(lián)，則由串聯(lián)電路的歐姆定律可得出滑動變阻器兩端的電壓，由歐姆定律可求得滑動變阻器的接入電阻，由題意可知，最大阻值與接入電阻的關(guān)系，則可知最大阻值；
（3）當(dāng)S₁、S₂都閉合時，R₁與R₂并聯(lián)，因電源電壓不變，則可知當(dāng)電路電流最小時消耗的功率最小，即應(yīng)使滑片滑到右端時，電路中消耗功率最小，則由并聯(lián)電路的規(guī)律求得總電阻，由功率公式可求得最小功率．
點評：本題考查歐姆定律的應(yīng)用及串并聯(lián)電路的規(guī)律，要求學(xué)生具有較強的分析問題能力，分析電路圖能力，并能將知識靈活應(yīng)用．