Question

如圖所示電路中，電源電壓為16V恒定不變，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為100Ω，電流表的量程為0～0.6A，燈泡L上標(biāo)有“12V 9W”字樣．當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電流表的讀數(shù)為0.4A．求：
（1）燈泡L的電阻為多大？
（2）此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻值為多大？
（3）此時(shí)燈泡兩端的電壓是多少？
（4）在移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的過(guò)程中，燈泡能實(shí)際達(dá)到的最大功率為多少？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)R=

U2

P

即可求出燈泡的電阻；
（2）先根據(jù)歐姆定律的變形公式求出電路中的總電阻，然后根據(jù)串聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值；
（3）根據(jù)歐姆定律的變形公式即可求出燈泡兩端電壓；
（4）先根據(jù)燈泡的額定電流和電流表的最大示數(shù)確定電路中的最大電流，然后根據(jù)P=I²R求出燈泡的最大功率．

解答：解：（1）∵P=

U2

R

∴燈泡L的電阻：R=

U2

P

=

(12V)2

9W

=16Ω；
（2）∵I=

U

R

∴電路中的總電阻：R_總=

U總

I′

=

16V

0.4A

=40Ω，
又因?yàn)榇��?lián)電路中的總電阻等于各部分電阻之和，所以此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻值：
R′=R_總-R=40Ω-16Ω=24Ω；
（3）∵I=

U

R

∴此時(shí)燈泡兩端的電壓：U′=I′R=0.4A×16Ω=6.4V；
（4）∵P=UI，
∴燈泡的額定電流：I=

P

U

=

9W

12V

=0.75A＞0.6A，所以電路中的最大電流為0.6A，
故燈泡的最大功率：P_最大=（I_max）²R=（0.6A）²×16Ω=5.76W．
答：（1）燈泡L的電阻為16Ω；
（2）此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻值為24Ω；
（3）此時(shí)燈泡兩端的電壓是6.4V；
（4）在移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的過(guò)程中，燈泡能實(shí)際達(dá)到的最大功率為5.76W．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是知道滑動(dòng)變阻器在電路中的作用和電路中最大電流的判斷．