Question

14．在如圖所示的電路中，電源電壓U恒為12V，滑動變阻器R的總阻值為30Ω，小燈L上標有“6V  0.3A”的字樣．先將滑動變阻器R的滑片P移到b端，閉合電鍵S，求：
（1）此時電流表的示數I₁．
（2）將滑動變阻器的滑片P向上移動，當小燈正常發光時，電流表的示數I₂為0.3A，這時滑動變阻器上，滑片P與a端之間的阻值R_Pa 為多大？
（3）當小燈正常發光時，變阻器消耗的總電功率P_R．

Answer 1

分析 （1）滑片p移到b端時，燈泡L上電壓為0，根據歐姆定律求電流表的示數；
（2）燈泡中的電流等于燈泡中的電流與電流表讀數之和，因為燈泡正常發光，所以燈泡兩端的電壓為額定電壓6V，由串并聯電路的特點求解
（3）燈泡正常發光時，求出電路的總電流，由功率公式分別求出上下兩部分的功率并求和

解答 解：（1）滑片p移到b端時，燈泡L上電壓為0
則${I}_{1}^{\;}=\frac{U}{R}=\frac{12}{30}=0.4A$
（2）當小燈泡正常發光時，${U}_{2}^{\;}=6V$，設滑動變阻器上滑片P與b端之間的阻值為${R}_{2}^{\;}$
則${R}_{1}^{\;}+{R}_{2}^{\;}=R=30Ω$
$\frac{U-{U}_{2}^{\;}}{{R}_{1}^{\;}}=\frac{{U}_{2}^{\;}}{{R}_{2}^{\;}}+{I}_{L}^{\;}$
兩式聯立得：${R}_{1}^{\;}=10Ω$；${R}_{2}^{\;}=20Ω$
（3）當小燈正常發光時，通過${R}_{1}^{\;}$的電流
${I}_{1}^{\;}=\frac{U-{U}_{2}^{\;}}{{R}_{1}^{\;}}=\frac{6}{10}=0.6A$
所以滑動變阻器消耗的總電功率
${P}_{R}^{\;}={I}_{1}^{2}{R}_{1}^{\;}+\frac{{U}_{2}^{2}}{{R}_{2}^{\;}}=5.4W$
答：（1）此時電流表的示數${I}_{1}^{\;}$為0.4A．
（2）將滑動變阻器的滑片P向上移動，當小燈正常發光時，電流表的示數I₂為0.3A，這時滑動變阻器上，滑片P與a端之間的阻值為10Ω
（3）當小燈正常發光時，變阻器消耗的總電功率為5.4W．

點評 本題考查了串并聯電路的特點和歐姆定律的應用，關鍵是理清電路的結構，靈活運用所學的物理知識解決問題．