Question

6．如圖所示，燈泡L標(biāo)有“6V，3W”字樣，當(dāng)開關(guān)S₁，S₂閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片P滑到最右端時(shí)，小燈泡恰好正常發(fā)光，電流表的示數(shù)為1A，（燈泡電阻不變）求：
（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流大��；
（2）滑動(dòng)變阻器的最大阻值；
（3）當(dāng)開關(guān)S₁閉合，S₂斷開時(shí)，滑片移到變阻器的最左端，燈泡消耗的電功率多大？

Answer 1

分析 （1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)P=UI求出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流；
（2）當(dāng)開關(guān)S₁，S₂閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片P滑到最右端時(shí)，L與滑動(dòng)變阻器最大阻值R并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)結(jié)合燈泡正常發(fā)光可知電源的電壓，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出通過滑動(dòng)變阻器的電流，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器的最大阻值；
（3）根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻，當(dāng)開關(guān)S₁閉合，S₂斷開時(shí)，滑片移到變阻器的最左端，燈泡與滑動(dòng)變阻器的最大阻值串聯(lián)，根據(jù)電阻的并聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，利用P=I²R求出燈泡消耗的電功率．

解答 解：（1）由P=UI可得，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A；
（2）當(dāng)開關(guān)S₁，S₂閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片P滑到最右端時(shí)，L與滑動(dòng)變阻器最大阻值R并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且燈泡正常發(fā)光，
所以，電源的電壓U=U_L=6V，
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，通過滑動(dòng)變阻器的電流：
I_R=I-I_L=1A-0.5A=0.5A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑動(dòng)變阻器的最大阻值：
R=$\frac{U}{{I}_{R}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω；
（3）燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
當(dāng)開關(guān)S₁閉合，S₂斷開時(shí)，滑片移到變阻器的最左端，燈泡與滑動(dòng)變阻器的最大阻值串聯(lián)，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中的電流：
I′=$\frac{U}{{R}_{L}+R}$=$\frac{6V}{12Ω+12Ω}$=0.25A，
燈泡的電功率：
P_L′=（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）滑動(dòng)變阻器的最大阻值為12Ω；
（3）當(dāng)開關(guān)S₁閉合，S₂斷開時(shí)，滑片移到變阻器的最左端，燈泡消耗的電功率為0.75W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是電路連接方式的判斷，要注意燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等．