Question

如圖所示，電源電壓不變，燈泡L標(biāo)有“6 V 3 W”(燈泡電阻不變)，開關(guān)S閉合。當(dāng)S1、S2斷開，滑片P從b端滑到某一位置時(shí)，變阻器的電阻減小6 Ω，電流表示數(shù)變化0.1 A，燈泡恰好正常發(fā)光，此時(shí)電路的電流為____________A；保持滑片P的位置不變，閉合Sl、S2，電流表的示數(shù)又變化了1.5 A。當(dāng)Sl、S2都閉合時(shí)，調(diào)節(jié)滑片P，則10s內(nèi)電路消耗的最少電能為___________J。

Answer 1

0.5 200

【解析】

試題分析：當(dāng)S1、S2斷開，開關(guān)S閉合時(shí),燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，因?yàn)闊襞萸『谜�常發(fā)光，根據(jù)燈泡L標(biāo)有“6 V 3 W”，由P=UI知道，此時(shí)電路的電流是0.5A，由P=U2/R知道，燈泡的電阻RL=U2/P=6V2/3W=12Ω，又因?yàn)�，電源的電壓不變，所以U=I1（RL+Rab）=I（RL+Rab-6Ω），即0.4A×（12Ω+Rab）=0.5A×（12Ω+Rab-6Ω），解得：Rab=18Ω，電源的電壓U=0.4A×（12Ω+Rab）=0.4A×（12Ω+18Ω）=12V；

當(dāng)閉合Sl、S2時(shí)，燈泡短路，滑動(dòng)變阻器與R0并聯(lián)，根據(jù)題意知道此時(shí)電路電流是I2=0.5A+1.5A=2A,∵并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,所以，通過滑動(dòng)變阻器的電流：I滑=U/( Rab-6Ω)=1A，∵并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，∴通過R0的電流：I0=I2-I滑=2A-1A=1A，R0=12V/1A=12Ω，

當(dāng)三個(gè)開關(guān)S、S1、S2都閉合且滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電路消耗的電功率最小，電路消耗總功率的最小值：Pmin=U2/R0+U2/Rab=20W，則10s內(nèi)電路消耗的最少電能為W=Pmint=20W×10s=200J

考點(diǎn)：歐姆定律 電功率，額定功率