Question

【題目】圖示電源電壓恒定不變，滑動變阻器R1的最大阻值為20Ω，定值電阻R2=30Ω，燈泡L標(biāo)有“6V 3.6W”字樣，且電阻不變．當(dāng)滑動變阻器滑片滑到最左端，只閉合S1時，燈L剛好正常發(fā)光．求：
（1）燈泡工作時的電阻；
（2）當(dāng)S1斷開、S2閉合時，將滑動變阻器的滑片滑到最右端，R2在5min內(nèi)做的電功是多少？
（3）該電路工作時能消耗的最大功率是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：當(dāng)滑動變阻器滑片滑到最左端，只閉合S1時，電路為燈泡的基本電路；由于燈泡正常發(fā)光，因此電源電壓為6V；由P= 可得，燈泡工作時的電阻：RL= = =10Ω；
（2）解：當(dāng)S1斷開、S2閉合時，R2與滑動變阻器串聯(lián)；

當(dāng)滑動變阻器的滑片滑到最右端時，電路中的電流：I= = =0.12A；

R2在5min內(nèi)做的電功：W=I2R2t=（0.12A）2×30Ω×5×60s=129.6J；

（3）解：當(dāng)S1、S2均閉合，滑片在最左端時，電路中的總電阻最小，即R最小= = =7.5Ω；

電路的最大功率：P最大= = =4.8W．

【解析】當(dāng)滑動變阻器滑片滑到最左端，只閉合S1時，電路為燈泡的基本電路，根據(jù)燈泡正常發(fā)光求出電源電壓．（1）由燈泡銘牌可以找出燈泡的額定電壓與額定功率，由R= 求出燈泡的阻值；（2）當(dāng)S1斷開、S2閉合時，R2與滑動變阻器串聯(lián)，先根據(jù)歐姆定律求出電路電流，然后根據(jù)W=I2Rt求出R2在5min內(nèi)做的電功；（3）根據(jù)P=UI可知，電源電壓一定，當(dāng)電路電阻最小時，電路的總功率最大，由電路圖判斷電路電阻最小，即電路總功率最大的條件，然后由并聯(lián)電路特點及功率公式P= 求出電路的最大功率．
【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．