Question

【題目】如圖甲所示的電路中，電源電壓不變，小燈泡L的額定電壓為6V，R1為某特殊電阻元件，通過它的電流與其兩端的電壓的關系如圖乙所示．當閉合開關S1、S3 ， 斷開S2 ， 滑片P置于b端時，燈泡L正常發(fā)光，電流表的示數(shù)為0.9A．求：
（1）燈泡L的額定功率；
（2）當閉合開關S2、S3 ， 斷開S1 ， 滑片P置于a端時，電流表的示數(shù)為0.4A，R2的最大阻值；
（3）當只閉合開關S2 ， 滑片P置于a端時，電路消耗的總功率為1.2W，此時燈泡1min內消耗的電能．

Answer 1

【答案】
（1）解：當閉合開關S1、S3，斷開S2，滑片P置于b端時，R1與L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，且燈泡正常發(fā)光，

所以，電源的電壓U=UL=6V，

由圖乙可知，通過R1的電流I1=0.6A，

因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，

所以，通過L的電流：

IL=I﹣I1=0.9A﹣0.6A=0.3A，

則燈泡的額定功率：

PL=ULIL=6V×0.3A=1.8W；

（2）解：當閉合開關S2、S3，斷開S3，滑片P置于a端時，R1與R2串聯(lián)，電流表測電路中的電流，

由圖乙可知，R1兩端的電壓U1=2V，

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，

所以，R2兩端的電壓：

U2=U﹣U1=6V﹣2V=4V，

由I= 可知，R2的最大阻值：

R2= = =10Ω；

（3）解：當只閉合開關S2，滑片P置于a端時，L、R1、R2串聯(lián)，

由P=UI可得，電路消耗的總功率為1.2W時電路中的電流：

I″= = =0.2A，

此時R2兩端的電壓：

U2′=I″R2=0.2A×10Ω=2V，

由圖象可知，R1兩端的電壓U1′=1V，

則燈泡兩端的電壓：

UL′=U﹣U1′﹣U2′=6V﹣1V﹣2V=3V，

此時燈泡1min內消耗的電能：

WL=UL′I″t=3V×0.2A×60s=36J．

【解析】（1）當閉合開關S1、S3 ， 斷開S2 ， 滑片P置于b端時，R1與L并聯(lián)，電流表測干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點和額定電壓下燈泡正常發(fā)光可知電源的電壓，根據(jù)圖乙讀出通過R1的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點求出通過L的電流，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率；（2）當閉合開關S2、S3 ， 斷開S3 ， 滑片P置于a端時，R1與R2串聯(lián)，電流表測電路中的電流，根據(jù)圖乙讀出R1兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出R2兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出R2的最大阻值；（3）當只閉合開關S2 ， 滑片P置于a端時，L、R1、R2串聯(lián)，根據(jù)P=UI求出電路消耗的總功率為1.2W時電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出此時R2兩端的電壓，由圖象讀出R1兩端的電壓，再根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出燈泡兩端的電壓，利用W=UIt求出此時燈泡1min內消耗的電能．
【考點精析】通過靈活運用歐姆定律及其應用和電功的計算，掌握歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；電功計算公式：W=UIt（式中單位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒）即可以解答此題．