Question

如圖所示，燈L上標(biāo)有“6V　3W”字樣（不考慮溫度對(duì)燈泡電阻的影響），電阻R₁=20Ω．求：
（1）燈泡的電阻；
（2）當(dāng)開關(guān)S₁閉合，S₂、S₃都斷開時(shí)，燈L正常發(fā)光，電源電壓；
（3）開關(guān)S₁、S₂、S₃都閉合，且滑片P在b端時(shí)，電流表的示數(shù)為2.4A，滑動(dòng)變阻器R₂的最大阻值；
（4）當(dāng)開關(guān)S₁斷開，S₂、S₃都閉合，且滑片P在a、b間中點(diǎn)時(shí)，在1min內(nèi)滑動(dòng)變阻器產(chǎn)生的熱量．

Answer 1

解：（1）由題意知：燈泡的額定電壓U_L=6V，額定功率P_L=3W，燈泡電阻R_L===12Ω．
（2）燈泡正常發(fā)光，電路電流I===0.5A，電阻R₁與燈泡L串聯(lián)，
電源電壓U=I（R₁+R_L）=0.5A×（20Ω+12Ω）=16V．
（3）電路電流I_A=2.4A，電阻R₁與R₂并聯(lián)，由歐姆定律得：流過(guò)電阻R₁的電流I₁===0.8A，
流過(guò)電阻R₂的電流I₂=I_A-I₁=2.4A-0.8A=1.6A，電阻R₂的電阻值R₂===10Ω．
（4）滑片P在a、b間中點(diǎn)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值R'₂===5Ω，
在t=1min=60s內(nèi)，滑動(dòng)變阻器產(chǎn)生的熱量Q=t=×60s=3072J．
答：（1）燈泡的電阻是12Ω．（2）電源電壓是16V．
（3）滑動(dòng)變阻器R₂的最大阻值是10Ω．
（4）在1min內(nèi)滑動(dòng)變阻器產(chǎn)生的熱量是3072J．
分析：（1）已知燈泡額定電壓與額定功率，由P=可求出燈泡電阻．
（2）開關(guān)S₁閉合，S₂、S₃都斷開，電阻R₁與燈泡L串聯(lián)；由燈泡正常發(fā)光，根據(jù)I=可求出電路電流；由串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律可求出電源電壓．
（3）開關(guān)S₁、S₂、S₃都閉合，燈泡L短路，電阻R₁與R₂并聯(lián)，滑片P在b端時(shí)，滑動(dòng)變阻器全部阻值完全接入電路，已知電路總電流，由歐姆定律與并聯(lián)電路的特點(diǎn)可求出滑動(dòng)變阻器的阻值．
（4）開關(guān)S₁斷開，S₂、S₃都閉合，且滑片P在a、b間中點(diǎn)時(shí)，只有滑動(dòng)變阻器接入電路，且接入電路的阻值是總阻值的一半，由W=可求出滑動(dòng)變阻器產(chǎn)生的熱量．
點(diǎn)評(píng)：分析清楚電路結(jié)構(gòu)，弄清各電路元件的串并聯(lián)關(guān)系，靈活地應(yīng)用串并聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律及電功公式，是解題的關(guān)鍵．