Question

17．如圖所示，L是“12V  8W”的小燈泡，R₁是定值電阻，R₂是最大阻值為22Ω的滑動(dòng)變阻器．當(dāng)閉合開關(guān)S、S₁，滑動(dòng)變阻器滑片P滑至最左端a時(shí)，燈泡正常發(fā)光，已知電源電壓和燈泡電阻均不變．
（1）求小燈泡的阻值．
（2）閉合開關(guān)S，斷開開關(guān)S₁，滑動(dòng)變阻器接入電路阻值最大時(shí)，求整個(gè)電路工作100s所消耗的電能．

Answer 1

分析 （1）由燈泡的銘牌信息可知額定電壓和額定功率，由功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可求得燈泡的電阻；
（2）閉合開關(guān)S，斷開開關(guān)S₁，滑動(dòng)變阻器接入電路阻值最大時(shí)，燈泡L與R₂串聯(lián)，由串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)和W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t即可求出消耗的電能．

解答 解：
（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}^{2}}{{P}_{L}}$=（$\frac{（12V）^{2}}{8W}$=18Ω．
（2）當(dāng)閉合開關(guān)S、S₁，滑動(dòng)變阻器滑片P滑至最左端a時(shí)，燈泡L與R₁并聯(lián)，由于燈泡正常發(fā)光，則電源電壓U=U_L=12V，
當(dāng)閉合S，斷開S₁，此時(shí)R₂與L串聯(lián)，當(dāng)P移到b端時(shí)連入電路的阻值最大，R₂′=22Ω．
根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可得總電阻：R=R_L+R₂′=18Ω+22Ω=40Ω，
則整個(gè)電路工作100s所消耗的電能：
W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t=$\frac{（12V）^{2}}{40Ω}$×100s=360J．
答：（1）小燈泡的阻值為18Ω；
（2）閉合開關(guān)S，斷開開關(guān)S₁時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路阻值最大時(shí)，求整個(gè)電路中工作100s所消耗的電能為360J．

點(diǎn)評 本題綜合性較強(qiáng)，考查的內(nèi)容較多：會(huì)辨別串、并聯(lián)，會(huì)利用燈的銘牌，會(huì)用歐姆定律計(jì)算，會(huì)用電功率公式計(jì)算，知道串、并聯(lián)電路特點(diǎn)．