问题 计算题

如图1所示,电源电压U=12V,R1为定值电阻,阻值为24Ω,R为滑动变阻器.R的最大阻值为48Ω,小灯泡上标有“6V 3W”,小灯泡的U﹣I关系如图2所示.求:

(1)灯泡正常工作时通过灯丝的电流是多少?

(2)S闭合,S1、S2都断开时,调节滑动变阻器,当小灯泡两端的电压为4V时,滑动变阻器接入电阻的阻值为多大?

(3)S1、S2、S3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?

答案

解:(1)灯泡正常工作时,两端的电压为UL=6V,由图2可得,灯泡正常工作时通过灯丝的电流IL=0.5A;

(2)当S闭合,S1、S2都断开时,小灯泡和滑动变阻器串联,当小灯泡两端的电压为4V时,由图象可知电路中的电流I=0.4A,滑动变阻器接入电阻的阻值

R===20Ω;

(3)S1、S2、S3都闭合时,当滑动变阻器接入电路的电阻最大时电路消耗的总功率最小,整个电路消耗的总功率最小为:

P=P1+PR=+=+=9W

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