Question

14．如圖電源電壓為12V，L標(biāo)有“6V、3W”字樣的小燈泡，滑動變阻器R的最大阻值16Ω，R₀為定值電阻，求：
（1）小燈泡正常發(fā)光時電阻．
（2）當(dāng)S₁、S₂都斷開時，滑片P滑到滑動變阻器的b端，這時小燈泡消耗的功率是多少？
（3）當(dāng)S₁、S₂都閉合時，滑片P滑到滑動變阻器的b端，電流表的示數(shù)是1.0A，求R₀的阻值．

Answer 1

分析 （1）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出燈泡正常發(fā)光時的電阻；
（2）當(dāng)S₁、S₂都斷開時滑片P滑到滑動變阻器的b端，滑動變阻器最大阻值與燈泡L串聯(lián)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，利用P=I²R求出這時小燈泡消耗的功率；
（3）當(dāng)S₁、S₂都閉合時，滑片P滑到滑動變阻器的b端，R₀與滑動變阻器的最大阻值并聯(lián)，電流表測干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點求出通過R的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點求出通過R₀的電流，再根據(jù)歐姆定律求出R₀的阻值．

解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，小燈泡正常發(fā)光時的電阻：
R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω；
（2）當(dāng)S₁、S₂都斷開時滑片P滑到滑動變阻器的b端，滑動變阻器最大阻值與燈泡L串聯(lián)，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{U}{R+{R}_{L}}$=$\frac{12V}{16Ω+12Ω}$=$\frac{3}{7}$A，
燈泡的實際功率：
P_L′=I²R_L=（$\frac{3}{7}$A）²×12Ω≈2.2W；
（3）當(dāng)S₁、S₂都閉合時，滑片P滑到滑動變阻器的b端，R₀與滑動變阻器的最大阻值并聯(lián)，電流表測干路電流，
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
所以，通過滑動變阻器的電流為：
I_R=$\frac{U}{R}$=$\frac{12V}{16Ω}$=0.75A，
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，通過電阻R₀的電流：
I₀=I_并-I_R=1.0A-0.75A=0.25A，
則電阻R₀的阻值：
R₀=$\frac{U}{{I}_{0}}$=$\frac{12V}{0.25A}$=48Ω．
答：（1）小燈泡正常發(fā)光時電阻為12Ω；
（2）當(dāng)S₁、S₂都斷開時，滑片P滑到滑動變阻器的b端，這時小燈泡消耗的功率是2.2W；
（3）R₀的阻值為48Ω．

點評 本題考查了串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點以及歐姆定律、電功率公式的靈活運用，關(guān)鍵是熟練的掌握和應(yīng)用相關(guān)的知識，難點是滑動變阻器的移動和開關(guān)閉合前后電路圖串并聯(lián)的辨別．