Question

9．如圖所示，一只標(biāo)有“6V 6W”的燈泡L與一只滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)，開(kāi)關(guān)S閉合后，電壓表的示數(shù)為12V．當(dāng)滑動(dòng)片P在b點(diǎn)時(shí)，燈泡L正常發(fā)光；當(dāng)滑動(dòng)片P從b點(diǎn)滑到a點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器的電阻增大了6Ω．
求：（1）電源電壓是多大？
（2）燈泡的電阻值是多大？
（3）滑動(dòng)片P在a點(diǎn)時(shí)，通過(guò)燈泡的電流是多大？
（4）你在計(jì)算過(guò)程中用到了什么近似？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)量電源電壓電壓；
（2）已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)公式R=$\frac{{U}^{2}}{P}$可求燈泡的電阻；
（3）滑動(dòng)片P在b點(diǎn)時(shí)，燈泡正常發(fā)光，求出此時(shí)燈泡兩端電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，再利用串聯(lián)分壓的特點(diǎn)可知此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，進(jìn)一步求出滑片P在a點(diǎn)時(shí)接入電路的阻值，最后根據(jù)歐姆定律求出電路的電流；
（4）在測(cè)量時(shí)燈泡的燈絲溫度在升高，電阻在變化，我們近似認(rèn)為燈泡電阻不變．

解答 解：（1）因?yàn)殡妷罕頊y(cè)的是電源電壓，所以電源電壓：U=12V；
（2）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，燈泡的電阻值：R=$\frac{{U}_{額}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（6V）^{2}}{6W}$=6Ω；
（3）當(dāng)滑片P在b點(diǎn)時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，所以U_L=6V，則滑動(dòng)變阻器兩端電壓：U_R=U-U_L=12V-6V=6V；
由分壓比可知：滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻等于燈泡的阻值，即R=6Ω；
當(dāng)P在a點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻R′=6Ω+6Ω=12Ω；
電路中的總電阻：R_總=R_L+R′=12Ω+6Ω=18Ω；
則通過(guò)燈泡的電流：I=$\frac{U}{{R}_{總}(cāng)}$=$\frac{12V}{18Ω}$≈0.67A；
（4）燈泡電阻隨溫度的升高而增大，我們近似認(rèn)為電阻不變，所以說(shuō)用到了“燈泡電阻不隨溫度變化而變化”這個(gè)近似．
答：（1）電源電壓是12V；
（2）燈泡的電阻值是6Ω；
（3）滑動(dòng)片P在a點(diǎn)時(shí)，通過(guò)燈泡的電流是0.67A；
（4）用到了“燈泡電阻不隨溫度變化而變化”這個(gè)近似．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電阻、電壓、電流的計(jì)算，關(guān)鍵是歐姆定律的應(yīng)用和串聯(lián)電路電壓的規(guī)律、串聯(lián)電路分壓的特點(diǎn)，還要知道影響電阻大小的因素．