Question

【題目】如圖所示，電源電壓為12V且保持不變，燈泡L標有“6V，3W”的字樣，滑動變阻器的最大阻值為50Ω，閉合開關S1 ， S2 ， 調節(jié)滑片P：當滑動變阻器接入電路的阻值為R1時，電壓表的示數(shù)為U1 ， R0的功率為P01 ， 當變阻器接入電路的阻值為R2時，電壓表的示數(shù)為U2 ， R0的電功率為P02 ， 已知U1：U2=1：2，R1：R2=3；1，P01+P02=4.5W．求：
①S1閉合，S2斷開，燈泡L正常發(fā)光時，電路的總功率；
②S1、S2閉合時，電阻R0的電功率P01和P02；
③電阻R0的阻值．

Answer 1

【答案】解：①由P=UI可得，燈泡的額定電流：I= = =0.5A；
電路消耗的總功率：P=UI=12V×0.5A=6W；
②由P= 可得，P01= ，P02= ；
因為U1：U2=1：2，所以P01：P02=1：4；
又因為P01+P02=4.5W，所以P01= ×4.5W=0.9W；P02= ×4.5W=3.6W；
③由歐姆定律可得，當滑動變阻器接入電路的阻值為R1時，電路中的電流：I1= ；
當滑動變阻器接入電路的阻值為R2時，電路中的電流：I2= ；
則P01=U1 ；P02=U2 ；
又已知P01：P02=1：4，U1：U2=1：2，R1：R2=3；1；
聯(lián)立關系式可得：U1=3V，U2=6V；
則當滑動變阻器接入電路的阻值為R1時，電壓表的示數(shù)為3V；
由P01= 可得，R0= = =10Ω．
答：①S1閉合，S2斷開，燈泡L正常發(fā)光時，電路的總功率為6W；②S1、S2閉合時，電阻R0的電功率P01和P02分別為0.9W和3.6W；③電阻R0的阻值為10Ω．
【解析】①根據(jù)電路圖可知，當S1閉合，S2斷開時，燈泡、定值電阻以及滑動變阻器串聯(lián)連接，先根據(jù)燈泡的額定電壓和額定功率求出燈泡的額定電流，然后根據(jù)P=UI求出電路消耗的總功率；②根據(jù)電路圖可知，當S1、S2閉合時，燈泡被短路，定值電阻與滑動變阻器串聯(lián)連接，先根據(jù)P= 表示出電阻R0的電功率P01和P02 ， 然后根據(jù)U1與U2的比值可求出電阻R0的電功率P01和P02的比值，在根據(jù)P01和P02的關系求出P01和P02的大��； ③根據(jù)P=UI和歐姆定律表示出P01和P02的功率，然后結合功率之比、電壓之比以及電阻之比求出U1和U2 ， 最后根據(jù)P= 求出電阻R0的阻值．
本題考查了串聯(lián)電路的特點以及歐姆定律、電功率公式的靈活應用，關鍵是開關閉合、斷開時電路連接方式的辨別以及功率計算功率的選擇，具有一定的難度．