Question

如圖所示，燈L上標有“6V 3W”字樣，開關S閉合，滑片P移至a端時，電流表的示數為1A，且燈L正常發光．
（1）電源電壓和滑動變阻器的最大阻值分別為多大？
（2）當開關斷開，滑片P移至b端時，電流表的示數為0.25A，此時燈泡的實際功率為多大？
（3）當開關斷開，滑片P移至b端時，在1min內燈泡消耗的電能為多大？

Answer 1

【答案】分析：（1）開關S閉合，滑片P移至a端時，滑動變阻器都被連入電路，燈泡和變阻器并聯，燈泡正常發光，其兩端電壓為額定電壓，利用并聯電路電壓的特點，從而可以計算出電源電壓．知道燈泡的額定電壓和額定功率，可利用公式I=計算通過燈泡的電流，而電流表測量的是干路中的總電流，從而可以計算出通過變阻器的電流，最后再利用公式R=計算滑動變阻器的最大阻值．
（2）當開關斷開，滑片P移至b端時，滑動變阻器都被連入電路，燈泡和變阻器串聯，知道燈泡的額定電壓和額定功率，可利用公式R=計算燈泡的電阻，知道電路中的電流，可利用公式P=I²R計算燈泡的實際功率．
（3）在（2）計算出了燈泡的實際功率，知道通電時間，可利用公式W=UIt=Pt計算消耗的電能．
解答：解：（1）開關S閉合，滑片P移至a端時，滑動變阻器都被連入電路，燈泡和變阻器并聯，
因為燈泡正常發光，
則電源電壓為：U=U_變=U_L額=6V，
∴通過燈泡的電流為：I_L額===0.5A，
則通過變阻器的電流為：I_變=I-I_L額=1A-0.5A=0.5A，
∴滑動變阻器的最大阻值為：R_變===12Ω．
（2）當開關斷開，滑片P移至b端時，滑動變阻器都被連入電路，燈泡和變阻器串聯，
而燈泡的電阻為：R_L===12Ω，
而此時電路中的電流為：I′=0.25A，
∴燈泡的實際功率為：P_實=I′²R_L=（0.25A）²×12Ω=0.75W．
（3）∵t=1min=60s，
∴燈泡消耗的電能為：W=P_實t=0.75W×60s=45J．
答：（1）電源電壓為6V，滑動變阻器的最大阻值為12Ω．
（2）此時燈泡的實際功率為0.75W．
（3）在1min內燈泡消耗的電能為45J．
點評：本題綜合性較強，考查的內容較多．會辨別串、并聯電路，會用歐姆定律計算，會用電功率公式計算，知道串、并聯電路的電壓規律，電流規律，電阻規律．需要注意的是：P=I²R和P=這兩個公式在電功率計算題里要經常用到．