践行者初中物理电学典题详解第296题

9.如图所示的电路，电源电压为6V，滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样,小灯泡标有“3V 0.9W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响)。闭合开关，移动金属滑片的过程中，确保各元件使用安全。

⑴求小灯泡的额定电流：

⑵当滑动变阻器的电功率最大时，滑动变阻器的阻值：

⑶求滑动变阻器的最小电功率。

解析:1分析电路图可知:

①L与R串联，

②R滑片左移阻值变小，右移变大；

2由题意可知:

①U=6V，

②滑动变阳器标有“20Ω 1A”字样,

则Rmax=20Ω，Imax=1A，

③小灯泡标有“3V 0.9W”字样，

且不考虑温度对灯丝电阻的影响，

则UL额=3V，PL额=0.9W，

IL额=PL额/UL额=0.9W/3V=0.3A，

RL=UL额/IL额=3V/0.3A=10Ω；

④为了保证电路安全，

电路中的最大电流Imax=IL额=0.3A，

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⑤当R2max=20Ω时，电路总电阻R最大，

且Rmax=R1+R2max=10Ω+20Ω=30Ω，

则Imin=U/Rmax=6V/30Ω=0.2A，

所以0.2A≤A≤0.3A，

3因为L与R串联，

所以R电功率 P=P总-PL

=UI-I²RL

=6V×I-10Ω×I²

=-10Ω(I²-2×3I/10)，

=-10Ω(I-3A/10)²+9W/10，

所以当I=3A/10=0.3A时，

Pmax=9W/10=0.9W，

又当I=0.2A时，P取得最小值，

即Pmin=6V×0.2A-(0.2A)²×10Ω

=1.2W-0.4W

=0.8W。

综上答案为:0.3A、0.9W、0.8W。

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