Question

如圖所示，R₂=120Ω，小燈泡L標有“6V，3W”字樣，滑動變阻器R₁的最大電阻為80Ω．
（1）當S₁、S₂都斷開時，調節滑動變阻器使小燈泡正常發光，這時滑動變阻器連入電路的阻值為16Ω，求：①小燈泡的電阻？②電壓表的示數？
（2）當開關S₁，S₂都閉合時，說明電路連接情況，求電路消耗的最小電功率？

Answer 1

分析：電阻用公式R=

U2

P

來計算；電壓表測電源總電壓，是R₁和燈泡串聯電路的電壓之和；
由于P=

U2

R

，電源的電壓是一定的，當電阻最大時，功率最小，所以R₁阻值在最大處，電路消耗的功率為最小．

解答：解：（1）①∵P=UI，I=

U

R

∴P=

U2

R

∴R=

U2

P

=

(6V)2

3W

=12Ω
②I_R1=I_L=

PL

UL

=

3W

6V

=0.5A
∵I=

U

R

∴U_R1=I_R1R₁=0.5A×16Ω=8V
U=U_R1+U_L=8V+6V=14V
（2）當開關S₁、S₂都閉合時，燈泡L被短路，定值電阻R₂和滑動變阻器R₁并聯．
滑動變阻器調到阻值最大處時，電路消耗的功率最小，此時：
P₁=

U2

R1

=

(14V)2

80Ω

=2.45W
P₂=

U2

R2

=

(14V)2

120Ω

=1.63W
P=P₁+P₂=2.45W+1.63W=4.08W
答：（1）小燈泡電阻為12Ω，電壓表示數為14V；
（2）L被短路，R₁與R₂并聯，電路消耗的最小功率為4.08W．

點評：利用歐姆定律、電功率、電阻的串并聯規律等公式進行綜合計算，考查學生應用公式的能力和計算能力．要求熟練掌握電學的計算公式，所以要有針對性的加強訓練．