践行者初中物经电学典题详解第328题

如图所示，小灯泡L标有“6V，3W”的字样，不考虑灯丝电阻的变化，滑动变阻器的最大阻值R为24Ω，电源电压保持不变。当S闭合，S1、S2断开，滑片P滑到中点时，小灯泡恰好正常发光。保持滑片P的位置不变，闭合S、S1、S2，电流表的示数变为1.5A。求：

⑴小灯泡正常发光时的电流；

⑵电源电压;

⑶当开关S、S1、S2都闭合时，电路消耗总功率的最小值。

解析:1当S闭合，S1、S2断开，滑片P滑到中点时:

1.1分析电路图可知:

①L与R串联，

②A测电路中的电流I；

1.2由题意知:

①L正常发光，且小灯泡L标有“6V，3W”的字样，

则UL=UL额=6V，PL=3W，

RL=(UL)²/PL=12Ω，

I=PL/UL=0.5W，

②R=24Ω/2=12Ω，

设R两端电压为U1，

则U1=IR=0.5A×12Ω=6V，

则U=UL+U1=12V；

2当保持滑片P的位置不变，闭合S、S1、S2时:

2.1分析电路图可知:

①L短路，R0与R并联，

②A测量干路电流I'；

2.2由题意可知:

①U=12V，

②I=1.5A，

③R=12Ω，

设R0支路电流为I0，R支路电流为I1，

则I1=U/R=12V/12Ω=1A，

则I0=I-I1=1.5A-1A=0.5A，

则R0=U/I0=12V/0.5A=24Ω；

3当开关S、S1、S2都闭合时，欲使电路总功率最小，

只需I'最小，而欲使I'最小，只需I1最小，

当R=24Ω时，I1min=U/R=12V/24Ω=0.5A，

则Imin=I0+I1min=0.5A+0.5A=1A，

则Pmin=UImin=12V×1A=12W。

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