Question

【題目】如圖所示電路中，電源電壓保持不變，R0為定值電阻，燈泡L的額定電壓UL=6V．斷開S1 ， 閉合S2、S3 ， 移動滑動變阻器的滑片，當電流表示數I1=0.2A時，電壓表的示數U1=4.8V．閉合S1、S2、S3 ， 滑片滑至最右端時，燈泡L正常發光，電流表的示數I2=0.75A．斷開S3 ， 閉合S1、S2 ， 在移動滑片的過程中，當電流表示數分別為I、2I時，滑動變阻器的電功率均為P同 ． 忽略燈泡電阻隨溫度的變化．求：
（1）定值電阻R0的阻值；
（2）燈泡L的額定電流IL；
（3）滑動變阻器的電功率P同 ．

Answer 1

【答案】
（1）解：斷開S1，閉合S2、S3時，R0與R串聯，電壓表測R0兩端的電壓，電流表測電路中的電流，

由I= 可得，定值電阻R0的阻值：

R0= = =24Ω；

答：定值電阻R0的阻值為24Ω；

（2）解：閉合S1、S2、S3，滑片滑至最右端時，燈泡L與R0并聯，電流表測干路電流，

因并聯電路中各支路兩端的電壓相等，且燈泡正常發光，

所以，電源的電壓U=UL=6V，

通過R0的電流：

I0= = =0.25A，

因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，

所以，燈泡L的額定電流：

IL=I2﹣I0=0.75A﹣0.25A=0.5A；

答：燈泡L的額定電流為0.5A；

（3）解：燈泡的電阻：

RL= = =12Ω，

斷開S3，閉合S1、S2時，R與L串聯，電流表測電路中的電流，

因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，

所以，當電流表的示數為I時，滑動變阻器兩端的電壓：

U滑=U﹣IRL，

滑動變阻器的電功率：

P滑=U滑I=（U﹣IRL）I，

同理可知，當電流表的示數為2I時，滑動變阻器的電功率：

P滑′=U滑′I′=（U﹣2IRL）×2I，

因電流表示數分別為I、2I時，滑動變阻器的電功率相等，

所以，（U﹣IRL）I=（U﹣2IRL）×2I，即（6V﹣I×12Ω）I=（6V﹣2I×12Ω）×2I，

解得：I= A，

則滑動變阻器的電功率：

P同=U滑I=（U﹣IRL）I=（6V﹣ A×12Ω）× A≈0.67W．

答：滑動變阻器的電功率P同為0.67W．

【解析】（1）斷開S1 ， 閉合S2、S3時，R0與R串聯，電壓表測R0兩端的電壓，電流表測電路中的電流，根據歐姆定律求出定值電阻R0的阻值；（2）閉合S1、S2、S3 ， 滑片滑至最右端時，燈泡L與R0并聯，電流表測干路電流，燈泡正常發光時的電壓和額定電壓相等，根據并聯電路的電壓特點和歐姆定律求出通過R0的電流，根據并聯電路的電流特點求出通過燈泡的電流即為燈泡L的額定電流；（3）根據歐姆定律求出燈泡的電阻，斷開S3 ， 閉合S1、S2時，R與L串聯，電流表測電路中的電流，根據串聯電路的電壓特點和歐姆定律表示出兩種情況下滑動變阻器兩端的電壓，根據P=UI表示出滑動變阻器的電功率，利用滑動變阻器的電功率相等得出等式求出電流I，進一步求出滑動變阻器的電功率．
【考點精析】本題主要考查了歐姆定律及其應用和電功率的計算公式的相關知識點，需要掌握歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R才能正確解答此題．