Question

【題目】小燈泡作為中學(xué)最常使用的電學(xué)元件之一，通常認為其電阻不隨溫度而發(fā)生變化，但在實際應(yīng)用中其電阻并非定值，現(xiàn)設(shè)計一個測量某種型號小燈泡I﹣U圖象的電路如圖甲，電源電壓恒為6V，滑動變阻器最大電阻30Ω．

（1）當(dāng)開關(guān)S1，S2均閉合，滑片處于a端時，求電流表A1的示數(shù)；

（2）當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2斷開，滑片離a端處時，電流表A2的示數(shù)0.2A，求此時小燈泡的電阻．

（3）在開關(guān)S1閉合，S2斷開的情況下，某同學(xué)描繪出小燈泡I﹣U圖象如圖乙，求圖中C點對應(yīng)的電路中滑動變阻器接入電路的阻值大小和滑動變阻器消耗的功率．

Answer 1

【答案】（1）0.2A；（2）10Ω；（3）0.63W．

【解析】

試題分析：（1）當(dāng)開關(guān)S1，S2均閉合，滑片處于a端時，電路為滑動變阻器最大阻值的簡單電路，電流表A1測電路中的電流，由歐姆定律可得，電流表A1的示數(shù)：I1=U/R=6V/30Ω=0.2A；（2）當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2斷開，滑片離a端1/3處時，燈泡與變阻器串聯(lián)，電流表A2測電路中的電流，電路中的總電阻：R總=U/I2=6V/0.2A=30Ω，此時變阻器接入電路中的電阻：R′=（1﹣1/3）R=2/3×30Ω=20Ω，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，此時小燈泡的電阻：RL=R總﹣R′=30Ω﹣20Ω=10Ω；（3）在開關(guān)S1閉合，S2斷開的情況下，由圖乙可知，圖中C點燈泡兩端的電壓UL=3.9V，通過燈泡的電流IL=0.3A，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，變阻器兩端的電壓：UR=U﹣UL=6V﹣3.9V=2.1V，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，變阻器接入電路中的電阻：R″====7Ω；此時滑動變阻器消耗的功率：PR=URIR=URIL=2.1V×0.3A=0.63W。