Question

【題目】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(kāi)關(guān)S閉合。當(dāng)S1、S2斷開(kāi)，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

【答案】0.5 200

【解析】試題分析：燈泡恰好正常發(fā)光時(shí)電路的電流為IL=P/UL= 3 W/6 V= 0.5A，電阻為RL= UL2/PL=

（6 V）2/3 W=12Ω；

當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，S1、S2斷開(kāi)，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，滑片P在b端時(shí)，電路中的電流為Ib=0.5A-0.1A=0.4A，設(shè)滑動(dòng)變阻器的電阻為R，由于電源電壓不變，則UL+ IL（R-6 Ω）=Ib（R+RL），代入數(shù)據(jù)，解得：R=18Ω，電源電壓為U= Ib（R+RL）=0.4A×（18Ω+12Ω）=12V；

保持滑片P的位置不變，閉合Sl、S2，燈泡短路，兩個(gè)電阻并聯(lián)，電流表的示數(shù)增大，則干路電流為I=0.5A+1.5 A=2A。此時(shí)通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流為IR=U/（R-6 Ω）=12V/12Ω=1A，則通過(guò)R0的電流為I0="I-" IR=2A-1A=1A；

當(dāng)Sl、S2都閉合時(shí)，調(diào)節(jié)滑片P在b端時(shí)，10s內(nèi)電路消耗的最少電能為

W ="U" I0t +（ U2/Ｒ） t =12V×1A ×10s +[ （12V）2/18Ω] ×10s =200J。