题目

如图所示电路，电源电压为5V不变，定值电阻R0阻值为5Ω，滑动变阻器R上标有“20Ω 1A”字样，灯L标有“3V 1.2W”，电压表量程为0～3V．（不考虑灯丝电阻的变化，且保证各元件均安全）求： （1） 当S1闭合、S2接b，灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值是多少？ （2） 保持滑动变阻器滑片位置不动，当S1闭合、S2接a时，R0的电功率是多少？ （3） 当S1闭合、S2接a时，R0的最小电功率是多少？ 答案： 解：当S1闭合、S2接b时，灯泡L与变阻器R串联，电压表测R两端的电压， 因串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光， 所以，由P＝UI可得，电路中的电流： I =PLUL=1.2W3V= 0.4A， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，滑动变阻器两端的电压： UR＝U﹣UL＝5V﹣3V＝2V， 由I =UR 可得，滑动变阻器接入电路的阻值： R =URI=2V0.4A= 5Ω 答：当S1闭合、S2接b，灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值是5Ω。 解：保持滑动变阻器滑片位置不动，当S1闭合、S2接a时，定值电阻R0与变阻器R串联， 因串联电路中总电阻等于各分电压之和， 所以，电路中的电流： I′ =UR0+R=5V5Ω+5Ω= 0.5A， 则R0的电功率： P0＝（I′）2R0＝（0.5A）2×5Ω＝1.25W 答：保持滑动变阻器滑片位置不动，当S1闭合、S2接a时，R0的电功率是1.25W。 解：当S1闭合、S2接a时，定值电阻R0与变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流， 当电压表的示数UR′＝3V时，R0两端的电压： U0＝U﹣UR′＝5V﹣3V＝2V， 此时电路中的电流： I″ =U0R0=2V5Ω= 0.4A， 此时变阻器接入电路中的电阻： R′ =UR'I″=3V0.4A= 7.5Ω， 所以，电路中的最小电流为0.4A，此时R0的电功率最小，则 P0小＝（I″）2R0＝（0.4A）2×5Ω＝0.8W 答：当S1闭合、S2接a时，R0的最小电功率是0.8W。

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