Question

如圖所示，電源電壓為12V，并且保持不變，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為18Ω，小燈泡標(biāo)有“6V 3W”字樣．注意：請(qǐng)你分析并畫出相應(yīng)的等效電路圖．
（1）燈泡正常工作時(shí)的電阻和電流各為多少？
（2）當(dāng)S閉合，S₁，S₂都斷開，燈泡正常工作時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值為多大？
（3）保持滑片位置不變，閉合S、S₁、S₂，電流表示數(shù)變化了2A，R₀的阻值是多少？

Answer 1

解：（1）根據(jù)P=UI可得：
燈泡正常工作時(shí)的電流I_額===0.5A，
根據(jù)歐姆定律可得：
燈泡的電阻R_L===12Ω；
（2）當(dāng)S閉合，S₁、S₂都斷開時(shí)，等效電路圖如圖所示：

∵燈泡正常工作，
∴電路中的電流I=I_額=0.5A，
∵串聯(lián)電路的總電阻等于各分電阻之和，
∴滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U_滑=U-U_額=12V-6V=6V，
∴R_滑===12Ω；
（3）當(dāng)閉合S、S₁、S₂時(shí)，等效電路圖如圖所示：

∵電阻越并越小、小于任何一個(gè)分電阻，
∴此時(shí)電路中的總電阻變小，根據(jù)歐姆定律可知電路中的電流變大，即此時(shí)電流表的示數(shù)I′=0.5A+2A=2.5A，
此時(shí)滑動(dòng)變阻器的電流：
I_滑===1A，
∵并聯(lián)電路的干路電流等于各支路電流之和，
∴通過R₀的電流I₀=I′-I_滑=2.5A-1A=1.5A，
R₀===8Ω．
答：（1）燈泡正常工作時(shí)的電阻為12Ω，電流為0.5A；
（2）當(dāng)S閉合，S₁，S₂都斷開，燈泡正常工作時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值為12Ω；
（3）R₀的阻值是8Ω．
分析：（1）小燈泡正常工作時(shí)的功率和額定功率相等，根據(jù)I=求出燈泡正常工作時(shí)的電流，根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻；
（2）當(dāng)S閉合，S₁、S₂都斷開時(shí)，燈L和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)；燈泡正常工作時(shí)的電流和額定電流相等，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值；
（3）當(dāng)閉合S、S₁、S₂時(shí)，R₀與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流；根據(jù)電阻越并越小、小于任何一個(gè)分電阻，可知此時(shí)電路中的電阻變小，根據(jù)歐姆定律可知電路中的電流變大，根據(jù)題意可得此時(shí)電流表的示數(shù)，根據(jù)歐姆定律求出通過滑動(dòng)變阻器的電流，再根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出R₀的電流，最后歐姆定律求出R₀的阻值．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和并聯(lián)電路的特點(diǎn)以及歐姆定律、電功率的計(jì)算，關(guān)鍵是開關(guān)閉合、斷開時(shí)電路串并聯(lián)的辨別和知道燈泡正常工作時(shí)的電壓和額定電壓相等、此時(shí)的電流和額定電流相等．