Question

【題目】如圖甲是某同學(xué)制作的一個(gè)調(diào)光燈電路，已知燈L：“12V 8W”（燈泡電阻不變）、變阻器：“6Ω 3A”、電源電壓：12V．
（1）請(qǐng)計(jì)算出圖甲電路中閉合開關(guān)后，小燈泡的功率變化范圍．
（2）在圖甲電路調(diào)光過程中，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)該電路能連續(xù)調(diào)節(jié)燈的亮度，但亮度變化不大，且燈最暗時(shí)不能熄滅；老師提議只要在圖甲原電路中加一根導(dǎo)線，就可以增大調(diào)光燈的亮度變化范圍，且燈最暗時(shí)能熄滅．請(qǐng)你在圖乙中畫出這根所加的導(dǎo)線，并計(jì)算出此電路小燈泡的功率變化范圍．

Answer 1

【答案】
（1）解：由P=UI= 可得，燈泡的電阻：

RL= = =18Ω，

當(dāng)滑片位于左端時(shí)，電路為L(zhǎng)的簡(jiǎn)單電路，

因UL=U=12V，燈泡正常發(fā)光，

所以，此時(shí)燈泡的電功率PL=8W，

當(dāng)滑片P在右端時(shí)，變阻器連入阻值最大，

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= = =0.5A，

則小燈泡的電功率：

PL=I2RL=（0.5A）2×18Ω=4.5W，

所以小燈泡的功率變化范圍為4.5W～8W

答：圖甲電路中閉合開關(guān)后，小燈泡的功率變化范圍為4.5W～8W

（2）解：當(dāng)滑片位于左端時(shí)燈泡兩端的電壓和電源的電壓相等，當(dāng)滑片位于右端時(shí)，要使燈泡熄滅，此時(shí)應(yīng)使燈泡短路，如下圖所示：

當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片在最右端時(shí)，燈泡短路，所以燈泡兩端電壓為0，功率為0W，

當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片在最左端時(shí)，R與L并聯(lián)，由并聯(lián)電路特點(diǎn)知，此時(shí)燈泡兩端電壓UL=U=12V，所以燈泡正常工作，燈泡的電功率為8W，

則功率變化范圍是0～8W

答：所加的導(dǎo)線如上圖所示，此電路小燈泡的功率變化范圍為0～8W

【解析】（1）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)P=UI= 求出燈泡的電阻，當(dāng)滑片位于左端時(shí)，電路為L(zhǎng)的簡(jiǎn)單電路，此時(shí)燈泡兩端的電壓和額定電壓相等，實(shí)際功率和額定功率相等；當(dāng)滑片位于右端時(shí)，接入電路中的電阻最大，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)P=I2R求出燈泡的實(shí)際功率，進(jìn)一步得出燈泡功率的變化范圍；（2）當(dāng)滑片位于左端時(shí)燈泡兩端的電壓和電源的電壓相等，當(dāng)滑片位于右端時(shí)，要使燈泡熄滅，此時(shí)應(yīng)使燈泡短路，據(jù)此作圖，此時(shí)燈泡的電功率為0W；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片在最左端時(shí)，R與L并聯(lián)，由并聯(lián)電路特點(diǎn)和額定電壓下燈泡正常發(fā)光可知此時(shí)燈泡的電功率，然后得出答案．
【考點(diǎn)精析】認(rèn)真審題，首先需要了解歐姆定律及其應(yīng)用(歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無(wú)關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）)，還要掌握電功率的計(jì)算公式(計(jì)算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計(jì)算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R)的相關(guān)知識(shí)才是答題的關(guān)鍵．