389.如图所示,电源电压为12V,且保持不变,已知滑动变阻器R1的最大值为24Ω,定值电阻R0为20Ω,小灯泡上标有“8V 4W”字样.求
⑴灯泡的电阻和正常工作时的电流各是多少?
⑵S闭合,S1、S2都断开时,要使灯泡正常发光,滑动变阻器接入电路中的阻值为多大?
⑶S、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?
解析:⑴由题意可知:小灯泡上标有“8V 4W”字样,则可知UL额=8V,PL额=4W,
所以RL=(UL额)²/PL额
=(8V)²/4W
=16Ω;
IL额=PL额/UL额
=4W/8V
=0.5A;
⑵当只闭合S时:
2.1分析电路图可知:
①R1与L串联,
②A测量电路中的电流I;
2.2由题意可知:
①U=12V,
②要使灯泡正常发光,
则需I=IL额=0.5A,
UL=UL额=8V,
则U1=U-UL
=12V-8V
=4V,
所以R1=U1/I
=4V/0.5A
=8Ω;
⑶S、S1、S2都闭合时:
3.1分析电路图可知:
①L短路,R0与R1并联,
②A测干路电流I';
2.2由题意可知:
①U=12V,
②R1max=24Ω,
③R0=20Ω,
欲使整个电路消耗的总功率P最小,
只需电路中的电流I'最小,
只需R1最大,
则I'min=U/R0+U/R1max
=12V/20Ω+12V/24Ω
=0.6A+0.5A
=1.1A,
所以P=UI'min
=12V×1.1A
=13.2W。
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