Question

【題目】調(diào)光臺燈實際上是一個電燈與一個滑動變阻器串聯(lián)，其原理可簡化為如圖所示的電路，燈L標(biāo)有“12V 12W”字樣，滑片P從d轉(zhuǎn)到a的過程中：d點時可斷開電路；c點時剛好接通電路；b點時燈剛好開始發(fā)光；a點時燈恰好正常發(fā)光．電源電壓恒定不變，燈絲電阻不變．
求：
（1）電源電壓及燈絲的電阻各多大？
（2）轉(zhuǎn)動滑片P，使滑動變阻器接入電路的電阻為8Ω時，燈消耗的實際功率多大？
（3）若bc的長度為ac長的 ，燈絲電流增大到額定電流的 時燈剛好開始發(fā)光，則滑動變阻器的最大阻值多大？

Answer 1

【答案】
（1）解：由題知，當(dāng)P在a點時燈泡正常發(fā)光，此時變阻器連入阻值為0，

所以電源電壓；U=U額=12V；

由P= 可得燈絲的電阻：

RL= =12Ω

答：電源電壓為12V，燈絲的電阻12Ω

（2）解：當(dāng)變阻器接入電路的電阻為8Ω時，變阻器與燈泡串聯(lián)，

由串聯(lián)電路特點和歐姆定律可得此時電路中電流：

I= = =0.6A，

由P=I2R可得此時燈泡的實際功率：

P=I2RL=（0.6A）2×12Ω=4.32W

答：滑動變阻器接入電路的電阻為8Ω時，燈消耗的實際功率為4.32W

（3）解：燈泡正常發(fā)光電流：I額= = =1A，

bc的長度為ac長的 ，即變阻器連入阻值為 R，由燈絲電流增大到額定電流的 時燈剛好開始發(fā)光，

即滑片在b點時：I額﹣Ib= I額，即：Ib= I額= ×1A=0.9A，

由串聯(lián)電路特點和歐姆定律則有：

Ib= = =0.9A，

解得：R≈1.6Ω

答：滑動變阻器的最大阻值為1.6Ω

【解析】（1）由題知，當(dāng)P在a點時燈泡正常發(fā)光，由此可得電源電壓；由P= 計算燈絲的電阻；（2）由串聯(lián)電路特點、歐姆定律和電功率公式計算變阻器接入電路的電阻為8Ω時燈的實際功率；（3）若bc的長度為ac長的 ，變阻器連入阻值為最大值的 ，由燈絲電流增大到額定電流的 時燈剛好開始發(fā)光，由此根據(jù)電路特點和歐姆定律計算滑動變阻器的最大阻值．
【考點精析】根據(jù)題目的已知條件，利用歐姆定律及其應(yīng)用和電功率的計算公式的相關(guān)知識可以得到問題的答案，需要掌握歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 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(dāng)電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R．