Question

【題目】圖甲是智能懷舊燈，與燈串聯(lián)的調(diào)光旋鈕實(shí)質(zhì)是滑動(dòng)變阻器，圖乙是簡(jiǎn)化的電路原理圖．燈L標(biāo)有“12V 3W”字樣，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在最左端a時(shí)，燈L正常發(fā)光．電源電壓不變，不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響，問(wèn)：
（1）電源電壓U是多少？
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻是12Ω時(shí)，燈L消耗的實(shí)際功率是多少？
（3）當(dāng)滑片P位于中點(diǎn)b和最右端c時(shí)，燈L兩端電壓之比為3：2，則滑動(dòng)變阻器的最大阻值是多少？

Answer 1

【答案】
（1）根據(jù)電路圖可知，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在a點(diǎn)時(shí)，電路為燈L的基本電路；

因?yàn)闊襞菡�常發(fā)光，所以電源電壓U=U額=12V；

答：電源電壓U是12V；

（2）由P= 可得燈絲的阻值：RL= = =48Ω；

由圖乙可知，燈L與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，

所以電路中的電流：I= = =0.2A；

燈泡的實(shí)際功率：P=I2RL=（0.2A）2×48Ω=1.92W；

答：當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻是12Ω時(shí)，燈L消耗的實(shí)際功率是1.92W；

（3）當(dāng)滑片P在中點(diǎn)b點(diǎn)時(shí)，燈兩端電壓：Ub=IbRL= ×RL= ×RL；

當(dāng)滑片在最右端c點(diǎn)時(shí)，燈兩端電壓：Uc=IcRL= ×RL；

依題意可知，Ub：Uc=3：2，

即： ×RL： ×RL=3：2，

化簡(jiǎn)可得：R=2RL=2×48Ω=96Ω．

答：滑動(dòng)變阻器的最大阻值是96Ω．

【解析】（1）根據(jù)電路圖可知，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在a點(diǎn)時(shí)，電路為燈L的基本電路，由于燈L正常發(fā)光，根據(jù)燈泡的額定電壓即可判斷電源電壓；（2）根據(jù)電路圖可知，燈L與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)；根據(jù)P= 的變形公式可知燈泡的電阻，根據(jù)串聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)和歐姆定律求出電路電流，然后根據(jù)P=I2R求出燈泡的實(shí)際功率；（3）根據(jù)歐姆定律表示出滑片在中點(diǎn)b端和最右端c端時(shí)燈泡兩端電壓，根據(jù)燈泡兩端電壓之比即可求出滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值．
【考點(diǎn)精析】關(guān)于本題考查的歐姆定律及其應(yīng)用和電功率的計(jì)算公式，需要了解歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無(wú)關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過(guò)的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過(guò)的電流就越小．（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；計(jì)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(jì)算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R才能得出正確答案．