Question

在如圖所示的電路中，燈L標(biāo)有“6V 3W”的字樣，滑動(dòng)變阻器R₁的最大阻值為12Ω．將滑動(dòng)變阻器的滑片撥到最左端，并將開關(guān)S₁閉合時(shí)，燈L恰能正常發(fā)光．求：
（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流；
（2）在以上情況下再將S₂閉合，此時(shí)電流表的示數(shù)為0.8A，求R₂；
（3）當(dāng)S₂斷開，滑動(dòng)變阻器的滑片撥到最右端時(shí)，燈泡L的實(shí)際電功率為多大．

Answer 1

分析：（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的功率和額定功率相等，根據(jù)P=UI求出正常發(fā)光時(shí)的電流；
（2）將滑動(dòng)變阻器的滑片撥到最左端，并將開關(guān)S₁閉合時(shí)，電路為燈泡L的簡單電路，根據(jù)燈泡正常發(fā)光可知電源的電壓，再將S₂閉合時(shí)，燈泡與R₂并聯(lián)，電流表測干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出通過R₂的電流，再根據(jù)歐姆定律求出R₂阻值；
（3）當(dāng)S₂斷開，滑動(dòng)變阻器的滑片撥到最右端時(shí)，燈泡與滑動(dòng)變阻器的最大阻值串聯(lián)，根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻，再根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出此時(shí)電路中的電流，利用P=I²R求出燈泡L的實(shí)際電功率．

解答：解：（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓為6V，功率為3W，根據(jù)P=UI可得：
燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流I_L=

WL

UL

=

3W

6V

=0.5A；
（2）當(dāng)將滑動(dòng)變阻器的滑片撥到最左端，并將開關(guān)S₁閉合時(shí)，電路為燈泡L的簡單電路，
∵燈泡正常發(fā)光，
∴電源的電壓U=6V，
再將S₂閉合時(shí)，燈泡與R₂并聯(lián)，電流表測干路電流，
∵并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
∴通過R₂的電流I₂=I-I_L=0.8A-0.5A=0.3A，
R₂=

U

R2

=

6V

0.3A

=20Ω；
（3）當(dāng)S₂斷開，滑動(dòng)變阻器的滑片撥到最右端時(shí)，燈泡與滑動(dòng)變阻器的最大阻值串聯(lián)，
燈泡的電阻：
R_L=

UL

IL

=

6V

0.5A

=12Ω，
∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電壓之和，
∴電路中的電流：
I′=

U

R1+RL

=

6V

12Ω+12Ω

=0.25A，
燈泡L的實(shí)際電功率：
P_L實(shí)=（I′）²R_L=（0.25A）²×12Ω=0.75W．
答：（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為0.5A；
（2）R₂的阻值為20Ω；
（3）當(dāng)S₂斷開，滑動(dòng)變阻器的滑片撥到最右端時(shí)，燈泡L的實(shí)際電功率為0.75W．

點(diǎn)評：本題考查了串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點(diǎn)以及歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是滑片位于不同位置和開關(guān)的閉合、斷開時(shí)電路的連接方式．