Question

如圖，在物理實踐活動中，王明同學(xué)自制了亮度可以調(diào)節(jié)的小臺燈，其電路圖及燈泡規(guī)格，電源電
壓U=220V保持不變，R₁=R₂=R₃=33Ω，假設(shè)燈泡電阻不變，請完成下列問題：
（1）調(diào)節(jié)開關(guān)可改變燈泡的亮度，調(diào)到哪個觸點燈最暗？調(diào)到哪個觸點燈最亮？
（2）燈泡正常工作時，燈泡的電阻是多少？
（3）燈泡正常工作5分鐘所消耗的電能是多少？
（4）當開關(guān)打到觸點2時，燈泡所消耗的實際功率是多少？

Answer 1

解：（1）開關(guān)在觸點0時，電路為燈泡的基本電路，電路中的電阻最小，根據(jù)歐姆定律可知通過燈泡的電流最大，燈泡的實際功率最大，燈泡最亮；
同理，當開關(guān)在觸點3時，電路中的電阻最大，電流最小，燈泡最暗；
（2）燈泡正常工作時的電壓為220V，功率為100W，
∵P=，
∴燈泡的電阻R_L===484Ω；
（3）燈泡正常工作5分鐘所消耗的電能：
W=Pt=100W×5×60s=3×10⁴J；
（4）當開關(guān)打到觸點2時，燈泡與R₁、R₂串聯(lián)，
∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴根據(jù)歐姆定律可得，電路中的電流：
I===0.4A，
此時燈泡的實際功率：
P_L=I²R_L=（0.4A）²×484Ω=77.44W．
答：（1）調(diào)節(jié)開關(guān)可改變燈泡的亮度，調(diào)到3觸點燈最暗，調(diào)到0觸點燈最亮；
（2）燈泡的電阻是484Ω；
（3）燈泡正常工作5分鐘所消耗的電能是3×10⁴J；
（4）當開關(guān)打到觸點2時，燈泡所消耗的實際功率是77.44W．
分析：（1）改變觸點的位置，電路中的總電阻會隨之改變，根據(jù)I=分析電路中電流的變化，根據(jù)P=I²R可知燈泡實際功率的變化即可得出燈泡亮暗的變化；
（2）燈泡正常工作時的功率和額定功率相等，根據(jù)P=求出燈泡的電阻；
（3）根據(jù)W=Pt求出燈泡正常工作5分鐘所消耗的電能；
（4）當開關(guān)打到觸點2時，燈泡與R₁、R₂串聯(lián)，根據(jù)電阻的串聯(lián)特點和歐姆定律求出電路中的電流，利用P=I²R求出燈泡所消耗的實際功率．
點評：本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是會根據(jù)電路圖判斷燈泡最亮和最暗時觸電的位置以及知道燈泡的亮暗取決于實際功率的大�。�