Question

18．如圖所示的電路中，小燈泡L上標(biāo)有“6V，6W”字樣（忽略溫度對(duì)燈絲電阻的影響）
（1）求小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流和電阻；
（2）若電源電壓未知但恒定不變，閉合開(kāi)關(guān)S₁、斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₂，滑動(dòng)變阻器的滑片從一處滑到另一處時(shí)，電壓表的示數(shù)由6V變化到2V，電流表的示數(shù)變化了0.4A，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片滑到某一位置時(shí)，小燈泡恰好正常發(fā)光，則R₀此時(shí)的電功率是多少？

Answer 1

分析 （1）由銘牌可知燈泡的額定電壓和額定功率，燈泡正常發(fā)光，根據(jù)I=$\frac{P}{U}$求出正常發(fā)光時(shí)的電流，根據(jù)歐姆定律求出電阻；
（2）當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S₁、斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₂時(shí)，燈泡L與滑動(dòng)變阻器、電阻R₀串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓；根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)判斷兩電表對(duì)應(yīng)的示數(shù)，再根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律結(jié)合電源的電壓不變得出等式，求出電阻R₀的阻值；
當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片滑到某一位置時(shí)，小燈泡恰好正常發(fā)光，此時(shí)電路中電流為額定電流，利用P=I²R求R₀此時(shí)的電功率．

解答 解：
（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)U_L=6V，P_L=6W，則
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{6W}{6V}$=1A，
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$$\frac{6V}{1A}$=6Ω．
（2）當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S₁、斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S₂時(shí)，燈泡L與滑動(dòng)變阻器、電阻R₀串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，

根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片從一處（a）滑到另一處（b）時(shí)，U₁=6V變?yōu)閁₁′=2V，
則電路中的電流由I_a變?yōu)镮_b=I_a+0.4A；
因電源的電壓不變，
所以U=U₁+I_a（R_L+R₀）=U₁′+I_b（R_L+R₀）
即：6V+I_a（6Ω+R₀）=2V+（I_a+0.4A）×（6Ω+R₀），
4V+I_a（6Ω+R₀）=I_a×（6Ω+R₀）+0.4A×（6Ω+R₀），
4V=0.4A×（6Ω+R₀），
解得：R₀=4Ω，
當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片滑到某一位置時(shí)，小燈泡恰好正常發(fā)光，此時(shí)電路中電流I=1A，
則R₀此時(shí)的電功率：
P₀=I²R₀=（1A）²×4Ω=4W．
答：（1）求小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流和電阻分別為1A、6Ω；
（2）R₀此時(shí)的電功率是4W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律、電功率公式的綜合應(yīng)用，難點(diǎn)在第二問(wèn)，正確分析電路特點(diǎn)，根據(jù)電源電壓不變列出等式求出R₀的阻值是關(guān)鍵．