Question

如圖所示，已知電源電壓保持4.5V不變，電壓表量程0～3V，滑動變阻器R的最大阻值20Ω，小燈泡L標有“2.5V  1.25W”的字樣．閉合開關后，當小燈泡正常發光時，它的阻值為

 

Ω，滑動變阻器接入電路的阻值為

 

Ω．若小燈泡的電阻不變，在此電路中小燈泡工作時的最小功率為

 

W．

Answer 1

分析：根據燈泡的銘牌，可由電功率的變形式R=

U2

P

求出燈泡的阻值．小燈泡在額定電壓下能正常發光，先由串聯電路的電壓規律得到滑阻兩端的電壓，再由燈泡的額定電流結合歐姆定律求得此時滑阻的阻值．
在求解最后一空時，要先判斷小燈泡功率最小時，小燈泡兩端的電壓大小，再由電功率的計算公式進行解答．

解答：解：小燈泡正常發光時：
小燈泡的阻值R_L=

U額2

P額

=

(2.5V)2

1.25W

=5Ω；
此時，滑阻分得的電壓為：U_R=U-U_額=4.5V-2.5V=2V，干路電流：I=

P額

U額

=

1.25W

2.5V

=0.5A；
滑動變阻器接入電路的阻值：R=

UR

I

=

2V

0.5A

=4Ω．
若小燈泡的阻值不變，由P=

U2

R

知：當小燈泡分得的電壓最小，即滑動變阻器兩端的電壓最大時，小燈泡消耗的功率最小；根據電壓表所選的量程，當滑阻兩端的電壓為3V時，小燈泡兩端的電壓為1.5V，干路電流為0.3A，滑阻連入電路的阻值為10Ω，在其阻值變化范圍內；
因此，小燈泡的最小功率為：P_min=

U′2

RL

=

(1.5V)2

5Ω

=0.45W．
故答案為：5；4；0.45．

點評：電功率的幾個變形式是電學計算題中經常用到的，應該結合已知條件靈活選用合適的公式進行分析、求解．