Question

如图甲所示，电源电压U=8V，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”字样，小灯泡的I-U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正常发光时，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？

Answer

(1) 0.5A；(2)4Ω；(3) 4.48W

【解析】

(1)小灯泡正常工作时灯泡两端电压应该为6V，根据图乙可得，此时通过灯丝的电流为0.5A。

(2)S闭合，S1、S2都断开，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流，因串联电路中总电压等于各分压之和，所以，滑动变阻器两端的电压为

因串联电路中各处电流相等，由乙图可知小灯泡正常工作时电流为0.5A，由欧姆定律可得此时滑动变阻器接入电路的阻值为

(3)开关全部闭合时，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，此时电路中总电阻为

电路的最小功率为

答：(1)小灯泡正常工作时通过灯丝的电流为0.5A。

(2)滑动变阻器接入电路的阻值为4Ω。

(3)调节滑动变阻器滑片到b处时，整个电路消耗的总功率最小，这个最小功率是4.48W。