Question

【題目】燈L標有“6V 3W”字樣，滑動變阻器R2的最大電為12Ω，R1=12Ω，當開關S1閉合，S2、S3斷開，滑片P滑至滑動變阻器a端時，燈L恰好正常發光．試求：（忽略溫度對電阻的影響）

（1）電源電壓是多少？燈L正常發光的電阻各是多少？

（2）當S1、S2、S3都閉合且滑動變阻器滑片P滑到R2中點時，電流表的示數和此時電路消耗的總功率各是多少？

（3）當S1閉合，S2、S3斷開，滑片滑到b端時，此時燈消耗的功率是多少？

Answer 1

【答案】（1）電源電壓是6V；燈L正常發光時，電阻為12Ω；

（2）當S1、S2、S3都閉合且滑動變阻器滑片P滑到R2中點時，電流表的示數為1.5A，此時電路消耗的總功率為9W．

（3）當S1閉合，S2、S3斷開，滑片滑到b端時，此時燈消耗的功率是0.75W．

【解析】試題分析：（1）當開關S1閉合，S2、S3斷開，滑片P滑至滑動變阻器a端時，電路為燈泡L的簡單電路，根據燈泡正常發光時的電壓和額定電壓相等得出電源的電壓；燈泡正常發光時的電壓和額定電壓相等，根據P=UI求出電流，利用歐姆定律求出電阻；

（2）當S1、S2、S3都閉合且滑動變阻器滑片P滑到R2中點時，R1與R2并聯，電流表測干路電流，根據并聯電路的電壓特點和歐姆定律分別求出各支路的電流，利用并聯電路的電流求出干路電流，利用P=UI求出電路消耗的總功率；

（3）當S1閉合，S2、S3斷開，滑片滑到b端時，L與R2串聯，利用歐姆定律求出電流，再利用P=I2R求出此時燈消耗的功率．

解：（1）當開關S1閉合，S2、S3斷開，滑片P滑至滑動變阻器a端時，電路為燈泡L的簡單電路，

由于L正常發光，

則電源的電壓：

U=U額=6V；

L正常發光時，兩端的電壓UL=6V，功率為3W，

由P=UI，

可得通過的電流I實=I額===0.5A，

根據I=，

可得燈泡的電阻RL===12Ω；

（2）當開關S1、S2、S3都閉合且滑片滑到中點時，電阻R1、R2并聯，

因為并聯電路中各支路兩端的電壓相等，

所以兩支路的電流分別為：

I1===0.5A，I2===1A，

由于并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，

則電流表的示數：

I=I1+I2=0.5A+1A=1.5A，

此時電路消耗的總功率：

P總=UI=6V×1.5A=9W．

（3）當S1閉合，S2、S3斷開，滑片滑到b端時，L與R2串聯，

則電路中的電流為：I===0.25A，

此時燈消耗的功率為：P=I2RL=（0.25A）2×12Ω=0.75W．

答：（1）電源電壓是6V；燈L正常發光時，電阻為12Ω；

（2）當S1、S2、S3都閉合且滑動變阻器滑片P滑到R2中點時，電流表的示數為1.5A，此時電路消耗的總功率為9W．

（3）當S1閉合，S2、S3斷開，滑片滑到b端時，此時燈消耗的功率是0.75W．