Question

【題目】如圖所示，電源電壓為12V，并且保持不變，滑動變阻器R的最大阻值為20Ω，小燈泡L上標有“6V 3W”字樣．（設燈泡的電阻不變）

（1）當S閉合，要使燈泡正常工作，滑動變阻器接入電路中的阻值為多大？
（2）閉合S，調節滑動變阻器，求通電10min電路消耗的最少電能是多少？

Answer 1

【答案】
（1）

解：

（1）由圖L與R串聯，

根據P=UI，燈泡正常發光時，電路中的電流：

I=IL===0.5A，

此時變阻器兩端的電壓：UR=U﹣UL=12V﹣6V=6V，

根據I=，變阻器接入電路中的阻值：

R===12Ω；

（2）

燈泡的阻值：RL===12Ω，

根據W=t，

當滑動變阻器接入電路的阻值最大時，同樣時間內消耗的電能最少，

通電10min電路消耗的最少電能：

W最少=t=×10×60s=2700J．

【解析】（1）根據P=UI計算燈泡正常工作的電流，根據串聯電路電壓特點計算此時R兩端電壓，根據I=計算滑動變阻器接入電路中的阻值；
（2）根據W=t判斷R連入阻值最大時，電路10min電路消耗的電能最少，并計算．
【考點精析】關于本題考查的歐姆定律及其應用，需要了解歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）才能得出正確答案．