Question

【題目】如圖甲所示，電源電壓恒定不變，滑動變阻器R1的最大阻值是40Ω，小燈泡的額定電壓為6V，它的電流隨電壓變化的圖象如圖乙所示．

（1）當只閉合開關S1時，將滑動變阻器R1的滑片調到中點，此時小燈泡恰好正常發光．求電源電壓和小燈泡的額定功率；

（2）當只閉合開關S2時，此時電流表的示數為0.4A，求電阻R2的阻值，小燈泡的實際功率；

（3）當只閉合開關S2時，通電1min，求電流通過電阻R2產生的熱量．

Answer 1

【答案】（1）16V， 3W；（2）30Ω， 1.6W；（3）288J

【解析】

試題分析：（1）當只閉合開關S1時，將滑動變阻器R1的滑片調到中點，燈泡與滑動變阻器R1串聯，因串聯電路中各處的電流相等，且此時小燈泡恰好正常發光，所以，由圖乙可知，燈泡正常發光時電路中的電流I=IL=0.5A，由I=可得，R1兩端的電壓：U1=I×R1=0.5A××40Ω=10V，因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，電源的電壓：U=UL+U1=6V+10V=16V，燈泡的額定功率：PL=ULIL=6V×0.5A=3W；（2）當只閉合開關S2時，燈泡與R2串聯，電流表測電路中的電流，即I′=0.4A，由圖乙可知，此時燈泡兩端的電壓UL′=4V，此時R2兩端的電壓：U2=U﹣UL′=16V﹣4V=12V，電阻R2的阻值：R2===30Ω，小燈泡的實際功率：PL′=UL′I′=4V×0.4A=1.6W；（3）當只閉合開關S2時，通電1min電流通過電阻R2產生的熱量：Q2=（I′）2R2t=（0.4A）2×30Ω×60s=288J。