Question

14．如圖所示電路中，燈泡L標(biāo)有“6V  3W”字樣，滑動變阻器最大阻值R₁=12Ω，先閉合S₁，將滑動變阻器滑片P滑至左端，此時燈泡L正常發(fā)光．問：
（1）電源電壓是多大？
（2）保持上面滑動變阻器位置不變，再閉合S₂，電流表示數(shù)為0.8A，求R₂的電阻多大？
（3）斷開S₂，當(dāng)滑片P滑至右端時，燈泡L的實(shí)際功率是多大？

Answer 1

分析 （1）當(dāng)閉合S₁、滑片P滑至左端時，電路為燈泡L的簡單電路，根據(jù)額定電壓下燈泡正常發(fā)光可知電源的電壓；
（2）保持上面滑動變阻器位置不變，再閉合S₂時，燈泡L與電阻R₂并聯(lián)，電流表測干路電流，根據(jù)P=UI求出通過L的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出通過R₂的電流，利用并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出R₂的電阻；
（3）根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻，斷開S₂，當(dāng)滑片P滑至右端時，燈泡L與R₁的最大阻值串聯(lián)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，利用P=I²R求出燈泡L的實(shí)際功率．

解答 解：（1）當(dāng)閉合S₁、滑片P滑至左端時，電路為燈泡L的簡單電路，
因額定電壓下燈泡正常發(fā)光，
所以，電源的電壓U=U_L=6V；
（2）保持上面滑動變阻器位置不變，再閉合S₂時，燈泡L與電阻R₂并聯(lián)，電流表測干路電流，
由P=UI可得，通過L的電流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，通過R₂的電流：
I₂=I-I_L=0.8A-0.5A=0.3A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，R₂的電阻：
R₂=$\frac{U}{{I}_{2}}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω；
（3）燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，
斷開S₂，當(dāng)滑片P滑至右端時，燈泡L與R₁的最大阻值串聯(lián)，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中的電流：
I′=$\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{1}}$=$\frac{6V}{12Ω+12Ω}$=0.25A，
燈泡L的實(shí)際功率：
P_L′=（I′）²R_L=（0.25A）²×12Ω=0.75W．
答：（1）電源電壓是6V；
（2）R₂的電阻為20Ω；
（3）斷開S₂，當(dāng)滑片P滑至右端時，燈泡L的實(shí)際功率是0.75W．

點(diǎn)評 本題考查了串并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是電路連接方式的判斷和知道額定電壓下燈泡正常發(fā)光．