Question

如圖所示，當滑動變阻器的滑片P在a端時，電壓表的示數是 6伏，電流表的示數為0.6安．在滑片P從a端滑向b端的過程中，燈的亮度將

變暗

．當滑片P在b端時，電壓表的示數是

0

，電流表的示數

0.6A

．若滑動變阻器的總電阻為18歐，電源電壓為12伏，燈L上標有“6V 3W“的字樣．調節滑動變阻器，使燈L正常發光時，滑動變阻器消耗的電功率是

9

瓦．

Answer 1

分析：由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器Pb部分并聯后與aP部分串聯，電流表測通過Pb部分的電流，電壓表測并聯部分的電壓；
（1）當滑動變阻器的滑片P在a端時，燈泡與滑動變阻器的最大阻值并聯，電壓表測電源的電壓，電流表測通過滑動變阻器的電流；
（2）當滑片P從a端滑向b端的過程中，并聯部分的電阻變小，根據串聯電路電阻的分壓特點可知燈泡兩端的電壓變化，根據P=

U2

R

可知燈泡實際功率的變化，再根據燈泡的亮暗取決于實際功率的大小判斷燈泡亮度的變化；
（3）當滑片P在b端時，燈泡和電壓表被短路，電路為滑動變阻器最大阻值的簡單電路，此時其兩端的電壓為電源的電壓，根據歐姆定律可知電流表的示數；
（4）根據燈泡的銘牌求出燈泡的電阻，再根據串聯電路電阻的分壓特點求出滑動變阻器與燈泡并聯部分的電阻和串聯部分的電阻，根據P=

U2

R

求出這兩部分消耗的電功率，進一步求出滑動變阻器消耗的電功率．

解答：解：等效電路圖如圖所示：

（1）當滑動變阻器的滑片P在a端時，燈泡與滑動變阻器的最大阻值并聯，電壓表測電源的電壓．
（2）當滑片P從a端滑向b端的過程中，R_Pb變下、R_aP變大，
∵電阻越并越小，小于任何一個分電阻，
∴燈泡與R_Pb并聯部分的總電阻變小，
∵串聯電路電阻越大分得的電壓越大，反之越小，
∴燈泡兩端的電壓變小，
∵P=

U2

R

，且燈泡的亮暗取決于實際功率的大小，
∴燈泡的實際功率變小，燈泡變暗．
（3）當滑片P在b端時，燈泡和電壓表被短路，電路為滑動變阻器最大阻值的簡單電路，
∴電壓表的示數為0；
∵電源的電壓不變，且此時滑動變阻器的阻值最大，
∴根據I=

U

R

可知：此時通過滑動變阻器的電流與當滑動變阻器的滑片P在a端時的電流相等，即電流表的示數為0.6A．
（4）燈泡的電阻R_L=

U 2 L

PL

=

(6V)2

3W

=12Ω，
∵燈泡正常工作，
∴并聯部分的電壓U_并=U_L=6V，
∴U_aP=U-U_并=12V-6V，
∵U=IR，
∴R_aP=R_并=

RPbRL

RPb+RL

，即18Ω-R_pb=

RPb×12Ω

RPb+12Ω

，
整理可得：R_Pb²+6R_Pb-216=0，
解得：R_Pb=12Ω，R_Pb=-18Ω（舍掉）
∴R_aP=6Ω，
∴滑動變阻器的總功率為P=

U 2 aP

RaP

+

U 2 Pb

PPb

=

(6V)2

12Ω

+

(6V)2

6Ω

=9W．
故答案為：變暗；0V；0.6A；9W．

點評：本題考查了串聯電路的特點和并聯電路的特點以及歐姆定律、電功率公式的靈活運用，關鍵是電路元件串并聯的判斷，難點是電路的動態分析．