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的滑動變阻器．當閉合開關S、S₁，滑動變阻器滑片P滑至最左端a時，燈泡正常發光，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S，斷開開關S₁，滑動變阻器接入電路阻值最大時，求整個電路工作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S，斷開開關S₁，滑動變阻器接入電路阻值最大時，燈泡L與R₂串聯，由串聯電路的電阻特點和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）當閉合開關S、S₁，滑動變阻器滑片P滑至最左端a時，燈泡L與R₁并聯，由于燈泡正常發光，則電源電壓U=U_L=12V，
當閉合S，斷開S₁，此時R₂與L串聯，當P移到b端時連入電路的阻值最大，R₂′=22Ω．
根據串聯電路的電阻特點可得總電阻：R=R_L+R₂′=18Ω+22Ω=40Ω，
則整個電路工作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S，斷開開關S₁時，滑動變阻器接入電路阻值最大時，求整個電路中工作100s所消耗的電能為360J．

點評 本題綜合性較強，考查的內容較多：會辨別串、并聯，會利用燈的銘牌，會用歐姆定律計算，會用電功率公式計算，知道串、并聯電路特點．