Question

【題目】小燈泡作為中學(xué)最常使用的電學(xué)元件之一，通常認(rèn)為其電阻不隨溫度而發(fā)生變化，但在實際應(yīng)用中其電阻并非定值，現(xiàn)設(shè)計一個測量某種型號小燈泡I﹣U圖象的電路如圖甲，電源電壓恒為6V，滑動變阻器最大電阻30Ω．
（1）當(dāng)開關(guān)S1 ， S2均閉合，滑片處于a端時，求電流表A1的示數(shù)；
（2）當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2斷開，滑片離a端 處時，電流表A2的示數(shù)0.2A，求此時小燈泡的電阻．
（3）在開關(guān)S1閉合，S2斷開的情況下，某同學(xué)描繪出小燈泡I﹣U圖象如圖乙，求圖中C點對應(yīng)的電路中滑動變阻器接入電路的阻值大小和滑動變阻器消耗的功率．

Answer 1

【答案】
（1）解：當(dāng)開關(guān)S1，S2均閉合，滑片處于a端時，電路為滑動變阻器最大阻值的簡單電路，電流表A1測電路中的電流，

由歐姆定律可得，電流表A1的示數(shù)：

I1= = =0.2A

（2）解：當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2斷開，滑片離a端 處時，燈泡與變阻器串聯(lián)，電流表A2測電路中的電流，

電路中的總電阻：

R總= = =30Ω，

此時變阻器接入電路中的電阻：

R′=（1﹣ ）R= ×30Ω=20Ω，

因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，

所以，此時小燈泡的電阻：

RL=R總﹣R′=30Ω﹣20Ω=10Ω

（3）解：在開關(guān)S1閉合，S2斷開的情況下，

由圖乙可知，圖中C點燈泡兩端的電壓UL=3.9V，通過燈泡的電流IL=0.3A，

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，

所以，變阻器兩端的電壓：

UR=U﹣UL=6V﹣3.9V=2.1V，

因串聯(lián)電路中各處的電流相等，

所以，變阻器接入電路中的電阻：

R″= = = =7Ω；

此時滑動變阻器消耗的功率：

PR=URIR=URIL=2.1V×0.3A=0.63W

【解析】（1）當(dāng)開關(guān)S1 ， S2均閉合，滑片處于a端時，電路為R最大阻值的簡單電路，電流表A1測電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流；（2）當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2斷開，滑片離a端 處時，燈泡與變阻器串聯(lián)，電流表A2測電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，根據(jù)題意得出變阻器接入電路中的電阻，利用電阻的串聯(lián)求出此時小燈泡的電阻；（3）在開關(guān)S1閉合，S2斷開的情況下，根據(jù)圖乙讀出燈泡兩端的電壓和通過的電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出變阻器接入電路中的電阻，根據(jù)P=UI求出滑動變阻器消耗的功率．
【考點精析】掌握歐姆定律及其應(yīng)用和電功率的計算公式是解答本題的根本，需要知道歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R．