Question

14．在如圖所示的電路中，電源電壓U恒為12V，滑動(dòng)變阻器R的總阻值為30Ω，小燈L上標(biāo)有“6V  0.3A”的字樣．先將滑動(dòng)變阻器R的滑片P移到b端，閉合電鍵S，求：
（1）此時(shí)電流表的示數(shù)I₁．
（2）將滑動(dòng)變阻器的滑片P向上移動(dòng)，當(dāng)小燈正常發(fā)光時(shí)，電流表的示數(shù)I₂為0.3A，這時(shí)滑動(dòng)變阻器上，滑片P與a端之間的阻值R_Pa 為多大？
（3）當(dāng)小燈正常發(fā)光時(shí)，變阻器消耗的總電功率P_R．

Answer 1

分析 （1）滑片p移到b端時(shí)，燈泡L上電壓為0，根據(jù)歐姆定律求電流表的示數(shù)；
（2）燈泡中的電流等于燈泡中的電流與電流表讀數(shù)之和，因?yàn)闊襞菡�常發(fā)光，所以燈泡兩端的電壓為額定電壓6V，由串并聯(lián)電路的特點(diǎn)求解
（3）燈泡正常發(fā)光時(shí)，求出電路的總電流，由功率公式分別求出上下兩部分的功率并求和

解答 解：（1）滑片p移到b端時(shí)，燈泡L上電壓為0
則${I}_{1}^{\;}=\frac{U}{R}=\frac{12}{30}=0.4A$
（2）當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，${U}_{2}^{\;}=6V$，設(shè)滑動(dòng)變阻器上滑片P與b端之間的阻值為${R}_{2}^{\;}$
則${R}_{1}^{\;}+{R}_{2}^{\;}=R=30Ω$
$\frac{U-{U}_{2}^{\;}}{{R}_{1}^{\;}}=\frac{{U}_{2}^{\;}}{{R}_{2}^{\;}}+{I}_{L}^{\;}$
兩式聯(lián)立得：${R}_{1}^{\;}=10Ω$；${R}_{2}^{\;}=20Ω$
（3）當(dāng)小燈正常發(fā)光時(shí)，通過${R}_{1}^{\;}$的電流
${I}_{1}^{\;}=\frac{U-{U}_{2}^{\;}}{{R}_{1}^{\;}}=\frac{6}{10}=0.6A$
所以滑動(dòng)變阻器消耗的總電功率
${P}_{R}^{\;}={I}_{1}^{2}{R}_{1}^{\;}+\frac{{U}_{2}^{2}}{{R}_{2}^{\;}}=5.4W$
答：（1）此時(shí)電流表的示數(shù)${I}_{1}^{\;}$為0.4A．
（2）將滑動(dòng)變阻器的滑片P向上移動(dòng)，當(dāng)小燈正常發(fā)光時(shí)，電流表的示數(shù)I₂為0.3A，這時(shí)滑動(dòng)變阻器上，滑片P與a端之間的阻值為10Ω
（3）當(dāng)小燈正常發(fā)光時(shí)，變阻器消耗的總電功率為5.4W．

點(diǎn)評 本題考查了串并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是理清電路的結(jié)構(gòu)，靈活運(yùn)用所學(xué)的物理知識解決問題．