Question

1．如圖所示電路，燈泡標(biāo)有“6V 6W”字樣，滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為20Ω，其滑片P開始處于滑動(dòng)變阻器的正中點(diǎn)．（忽略燈絲電阻受溫度的影響）
（1）只閉合S和S₁，電流表的示數(shù)為0.5A，求電源電壓．
（2）只閉合S和S₂，將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到最右端時(shí)，電壓表示數(shù)為3V，求R₀的阻值．
（3）只閉合S和S₁，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片的位置，使燈泡正常發(fā)光，求此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值．

Answer 1

分析 （1）閉合S和S₁，小燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出燈泡的電阻，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電源的電壓；
（2）只閉合S和S₂，將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到最右端時(shí)，R₀和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)R₀兩端的電壓，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)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律得出等式即可求出R₀的阻值；
（3）只閉合S和S₁，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和P=UI求出燈泡正常發(fā)光時(shí)電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻．

解答 解：（1）閉合S和S₁，小燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，變阻器連入電路的電阻為R₁=10Ω，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（6V）^{2}}{6W}$=6Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電壓之和，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得，電源的電壓：
U=I（R_L+R_滑）=0.5A×（6Ω+10Ω）=8V；
（2）只閉合S和S₂，將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到最右端時(shí)，R₀和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)R₀兩端的電壓，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓
U_滑=U-U₀=8V-3V=5V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流：
I′=$\frac{{U}_{滑}}{{R}_{滑}′}$=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$，即$\frac{5V}{20Ω}$=$\frac{3V}{{R}_{0}}$，
解得：R₀=12Ω；    
（3）閉合S和S₁，小燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，
因燈泡正常發(fā)光
所以，由P=UI可得，電路中的電流：
I″=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{6W}{6V}$=1A，
電路中的總電阻：
R=$\frac{U}{I″}$=$\frac{8V}{1A}$=8Ω，
則此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值：
R_滑″=R-R_L=8Ω-6Ω=2Ω．
答：（1）電源的電壓為8V；
（2）R₀的阻值為12Ω；
（3）此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值為2Ω．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的靈活運(yùn)用，要注意燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等．