Question

【題目】如圖所示燈L標有“6V 3W”字樣，滑動變阻器R2的最大電阻為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：

（1）電源電壓是多少？
（2）燈L正常發光時的電流和電阻各是多少？
（3）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？

Answer 1

【答案】
（1）解：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，因為L正常發光，所以電源的電壓：U=U額=6V；

（2）解：L正常發光時，兩端的電壓UL=6V，功率為3W，

因為P=UI，所以通過的電流I實=I額=P額/U額=3W/6V=0.5A，因為I=U/R，

所以燈泡的電阻RL=U額/I額=6V/0.5A=12Ω；

（3）解：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 =U/R1=6V/12Ω=0.5A，I2=U/（R2/2）=6V/（12Ω/2）=1A，

因為并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，

所以電流表的示數：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.

【解析】（1）S1閉合，S2、S3斷開電路為燈泡L的簡單電路，因為L正常發光，所以電源的電壓：U=U額=6V；
（2）知道電壓6V，功率為3W，因為P=UI，所以通過的電流I實=I額=P額/U額=3W/6V=0.5A，因為I=U/R，可求出燈絲的電阻；
（3）電流表的示數可根據并聯電路等于各支路電流之和進行計算；電路消耗的總功率可根據P總=UI進行計算.
【考點精析】通過靈活運用電功的計算和電功計算公式的應用，掌握電功計算公式：W=UIt（式中單位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒）；利用W=UIt計算電功時注意：①式中的W.U.I和t是在同一段電路； ②計算時單位要統一；③已知任意的三個量都可以求出第四個量．計算電功還可用以下公式：W=I2Rt ；W=Pt；W=U2 /R*t即可以解答此題．