Question

如图所示，电源电压恒为24V，小灯泡标有“6V、3W”字样，定值电阻R₂的阻值为24Ω，当S闭合，S₁、S₂都断开且滑片P移到滑动变阻器的中点时，灯L正常发光．

（1）灯泡L的电阻是多少？

（2）滑动变阻器的最大阻值是多少？

（3）当S₁、S₂都闭合时，调节滑动变阻器，使整个电路消耗的总功率最小，这个最小值是多少？

Answer

（1）灯泡的电阻为12Ω；（2）滑动变阻器的最大电阻为72Ω；（3）电路中消耗的最小功率为32W．

【解析】

试题分析：（1）由灯泡的铭牌信息可知灯泡的额定功率及额定电压，则由功率公式可求得灯泡的电阻；

（2）当S闭合，S1、S2都断开时，电路中灯泡及滑动变阻器串联，则由串联电路的欧姆定律可得出滑动变阻器两端的电压，由欧姆定律可求得滑动变阻器的接入电阻，由题意可知，最大阻值与接入电阻的关系，则可知最大阻值；

（3）当S1、S2都闭合时，R1与R2并联，因电源电压不变，则可知当电路电流最小时消耗的功率最小，即应使滑片滑到右端时，电路中消耗功率最小，则由并联电路的规律求得总电阻，由功率公式可求得最小功率．

【解析】
（1）由功率公式：P=得：

灯泡的电阻：

R===12Ω；

（2）当S闭合，S1、S2都断开，L与R1串联，P位于中点L正常发光时

U1=U﹣U额=24V﹣6V=18V；

I===0.5A；

R1中===36Ω；

R1最大=2R1中=2×36Ω=72Ω；

（3）当S、S1、S2都闭合，R1、R2并联且滑片置于最右端时，电路消耗功率最小

R总===18Ω；

P最小===32W；

答：（1）灯泡的电阻为12Ω；（2）滑动变阻器的最大电阻为72Ω；（3）电路中消耗的最小功率为32W．

【点评】本题考查欧姆定律的应用及串并联电路的规律，要求学生具有较强的分析问题能力，分析电路图能力，并能将知识灵活应用．