题目

如图甲所示，电源电压U=10V，R1为定值电阻，阻值为20Ω，R为滑动变阻器，R的最大阻值为50Ω，小灯泡上标有“6V 3W”字样，小灯泡的U﹣I关系如图乙所示．求： （1） 小灯泡正常工作时通过灯丝的电流． （2） S闭合，S1、S2都断开时，调节滑动变阻器滑片使小灯泡两端的电压为4V时，滑动变阻器接入电路的阻值． （3） S、S1、S2都闭合时，调节滑动变阻器滑片到何处时，整个电路消耗的总功率最小，这个最小功率是多少？ 答案： 解：由P=UI可得，小灯泡正常工作时通过灯丝的电流： IL= PLUL = 3W6V =0.5A 解：S闭合，S1、S2都断开时，滑动变阻器与灯泡L串联，电压表测L两端的电压，电流表测电路中的电流， 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：U滑=U﹣UL′=10V﹣4V=6V，因串联电路中各处的电流相等，所以，由图象可知，电路中的电流I=IL′=0.4A，由I= UR 可得，滑动变阻器接入电路中的电阻：R滑= U滑I = 6V0.4A =15Ω 解：S、S1、S2都闭合时，R1与滑动变阻器并联，电流表测干路电流， 当滑片位于b端时，接入电路中的电阻最大，电路消耗的总功率最小，因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以，电路中的总电阻：R总= RR1R+R1 = 50Ω×20Ω50Ω+20Ω = 1007 Ω，电路的最小功率：P小= U2R总 = (10V)21007Ω =7W

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