解题思路:(1)由台灯的铭牌可知额定电压和额定功率,灯泡正常发光时的功率和额定功率相等,根据P=UI求出电流,
(2)根据欧姆定律求出灯泡电阻;
(3)台灯最暗时,也就是电路电流最小,原因是电路电阻最大,也就是电阻丝接入电路的电阻最大;已知灯泡电阻和电阻丝接入电路电阻,可以得到总电阻;已知电源电压和总电阻,可以得到电路最小电流;已知电路最小电流和灯泡电阻,利用公式P=I2R得到灯泡最小功率.
(1)电源电压U=1.5V×2=3V,由灯泡的铭牌可知额定电压U额=2V,P额=1W,
∵灯泡正常发光,
∴根据P=UI可得,其电流:
IL=
P额
U额=[1W/2V]=0.5A,
(2)灯泡正常发光时,需要串联的电阻两端的电压UR=U-U额=3V-2V=1V,
由欧姆定律得:R=
UR
IL=[1V/0.5A]=2Ω;
(3)当金属夹在电阻丝上移动到右端,接入电路电阻最大,电路电流最小,电路中的总电功率p最小;
根据I=[U/R]可得,灯泡的电阻:RL=
U额
IL=[2V/0.5A]=4Ω;
电路最大电阻为Rmax=RL+R丝=4Ω+20Ω=24Ω,
电路最小电流为Imin=[U
Rmax=
3V/24Ω]=0.125A,
电路消耗的最小总功率为Pmin=UImin=3V×0.125A=0.375W.
答:(1)小灯泡正常发光时电路中的电流I=0.5A;
(2)小灯泡正常发光时接入电路那部分电阻丝的阻值R的大小为2Ω;
(3)金属夹在电阻丝上移动到右端时电路中的总电功率p最小为0.375W.
点评:
本题考点: 欧姆定律的应用.
考点点评: 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,关键是知道电阻丝接入电路中的电阻最大时台灯处在最省电的工作状态.