Question

【題目】如圖所示的電路中，電源電壓和燈泡和L的電阻均保持不變，燈泡L上標(biāo)有“10V 10W”字樣，當(dāng)滑動變阻器R的滑片P位于a端，閉合S1、斷開S2時，燈L兩端的實際電壓為額定電壓的 ；當(dāng)滑動變阻器R的滑片P位于b端時，閉合開關(guān)S1、S2時，電流表示數(shù)為2.4A．
（1）燈L正常發(fā)光時的電阻；
（2）電源電圧和滑動變阻器的最大阻值；
（3）第二種情況下，滑動變阻器消耗的功率．

Answer 1

【答案】
（1）解：由P=UI= 可得，燈L正常發(fā)光時的電阻：

RL= = =10Ω

答：燈L正常發(fā)光時的電阻為10Ω

（2）解：當(dāng)滑動變阻器R的滑片P位于a端，閉合S1、斷開S2時，燈泡L與滑動變阻器的最大阻值串聯(lián)，

由題意可知，燈泡兩端的電壓：

UL′= UL= ×10V=6V，

因串聯(lián)電路中各處的電流相等，

所以，電路中的電流：

I= = =0.6A，

因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，

所以，由I= 可得，電源的電壓：

U=I（R+RL）=0.6A×（R+10Ω）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①

當(dāng)滑動變阻器R的滑片P位于b端時，閉合開關(guān)S1、S2時，燈泡L與滑動變阻器的最大阻值并聯(lián)，電流表測干路電流，

因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且干路電流等于各支路電流之和，

所以，干路電流表的示數(shù)：

I= + ，即 + =2.4A﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②

由①②可得，R=10Ω，U=12V

答：電源電圧為12V，滑動變阻器的最大阻值為10Ω

（3）解：第二種情況下滑動變阻器消耗的功率：

PR= = =14.4W

答：第二種情況下，滑動變阻器消耗的功率為14.4W

【解析】（1）燈泡正常發(fā)光時的功率和額定功率相等，根據(jù)P=UI= 求出燈泡的電阻；（2）當(dāng)滑動變阻器R的滑片P位于a端，閉合S1、斷開S2時，燈泡L與滑動變阻器的最大阻值串聯(lián)，根據(jù)題意求出燈泡兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律求出電路中的電流，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律表示出電源的電壓；當(dāng)滑動變阻器R的滑片P位于b端時，閉合開關(guān)S1、S2時，燈泡L與滑動變阻器的最大阻值并聯(lián)，電流表測干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的特點和歐姆定律表示出干路電流，聯(lián)立等式求出電源的電壓和滑動變阻器的最大阻值；（3）根據(jù)P=UI= 求出第二種情況下滑動變阻器消耗的功率．
【考點精析】本題主要考查了歐姆定律及其應(yīng)用和電功率的計算公式的相關(guān)知識點，需要掌握歐姆定律的應(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才能正確解答此題．