Question

【題目】如圖所示的電路中，電源電壓U=10V保持不變，R1是滑動(dòng)變阻器，可調(diào)范圍0﹣8Ω；燈泡L上標(biāo)有“6V、6W”字樣；AB段是由某種材料制成的粗細(xì)均勻的導(dǎo)體棒，其總長(zhǎng)x0=0.12m，導(dǎo)體棒的電阻與長(zhǎng)度滿足R=kx，k是常量；滑片P與導(dǎo)體棒AB接觸良好，忽略燈絲電阻隨溫度變化的影響。

（1）求燈泡的電阻RL；

（2）閉合開(kāi)關(guān)S，將滑片P滑至B端，調(diào)節(jié)R1使燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表示數(shù)I=2A，求k；

（3）將滑片P移到A端，調(diào)節(jié)R1使其消耗的功率為4W，求電流表的示數(shù)。

Answer 1

【答案】（1）6Ω；（2）50Ω/m；（3）1A

【解析】

（1）因?yàn)闊襞?/span>L上標(biāo)有“6V、6W”，所以，由P=U2/R可知燈泡的電阻是：RL =(UL額)2/PL額=(6V)2/6W=6Ω；

（2）由電路圖知道，閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)將滑片P滑至B端時(shí)，燈泡L與R最大值并聯(lián)，再與R1 串聯(lián)，根據(jù)題意知道，燈泡的正常發(fā)光的電流是：IL額 =PL額/UL額=6W/6V=1A，

又因?yàn)殡娏鞅頊y(cè)量干路的電流，示數(shù)是I=2A，由并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)知道，過(guò)AB的電流是：IR =I-IL額 =2A-1A=1A，由并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)知道，UR = UL額，所以R的電阻是：R=UR/IR=UL額/IR=6V/1A=6Ω，

由已知知道R=kx，k是常量，當(dāng)滑片P滑至B端時(shí)，導(dǎo)體棒AB總長(zhǎng)是：x0 =0.12m，代入解得，k=50Ω/m；

（3）將滑片P移到A端時(shí)，燈泡被短路，R的最大值與R1 串聯(lián)，當(dāng)調(diào)節(jié)R1使其消耗的功率為4W時(shí)，由P=UI可知，R1 的電流是：I′=P1/U1=4W/U1，

根據(jù)歐姆定律即串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)，可得R電流是：IR′=UR′/R=（UU1）/R=（10VU1）/6Ω，

由串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)知道，I′=IR′，即4W/U1=（10VU1）/6Ω，所以，U1 =6V或U1 =4V，代入I′=P1/U1=4W/U1可得，解得I′=2/3A=0.67A（舍去）或I′=1A，所以，電流表的示數(shù)是1A。