Question

【題目】如圖甲是某同學制作的一個調(diào)光燈電路，已知燈L：“12V 8W”（燈泡電阻不變）、變阻器：“6Ω 3A”、電源電壓：12V．
（1）請計算出圖甲電路中閉合開關后，小燈泡的功率變化范圍．
（2）在圖甲電路調(diào)光過程中，同學們發(fā)現(xiàn)該電路能連續(xù)調(diào)節(jié)燈的亮度，但亮度變化不大，且燈最暗時不能熄滅；老師提議只要在圖甲原電路中加一根導線，就可以增大調(diào)光燈的亮度變化范圍，且燈最暗時能熄滅．請你在圖乙中畫出這根所加的導線，并計算出此電路小燈泡的功率變化范圍．

Answer 1

【答案】
（1）解：由P=UI= 可得，燈泡的電阻：

RL= = =18Ω，

當滑片位于左端時，電路為L的簡單電路，

因UL=U=12V，燈泡正常發(fā)光，

所以，此時燈泡的電功率PL=8W，

當滑片P在右端時，變阻器連入阻值最大，

因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，

所以，電路中的電流：

I= = =0.5A，

則小燈泡的電功率：

PL=I2RL=（0.5A）2×18Ω=4.5W，

所以小燈泡的功率變化范圍為4.5W～8W

答：圖甲電路中閉合開關后，小燈泡的功率變化范圍為4.5W～8W

（2）解：當滑片位于左端時燈泡兩端的電壓和電源的電壓相等，當滑片位于右端時，要使燈泡熄滅，此時應使燈泡短路，如下圖所示：

當滑動變阻器的滑片在最右端時，燈泡短路，所以燈泡兩端電壓為0，功率為0W，

當滑動變阻器的滑片在最左端時，R與L并聯(lián)，由并聯(lián)電路特點知，此時燈泡兩端電壓UL=U=12V，所以燈泡正常工作，燈泡的電功率為8W，

則功率變化范圍是0～8W

答：所加的導線如上圖所示，此電路小燈泡的功率變化范圍為0～8W

【解析】（1）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)P=UI= 求出燈泡的電阻，當滑片位于左端時，電路為L的簡單電路，此時燈泡兩端的電壓和額定電壓相等，實際功率和額定功率相等；當滑片位于右端時，接入電路中的電阻最大，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)P=I2R求出燈泡的實際功率，進一步得出燈泡功率的變化范圍；（2）當滑片位于左端時燈泡兩端的電壓和電源的電壓相等，當滑片位于右端時，要使燈泡熄滅，此時應使燈泡短路，據(jù)此作圖，此時燈泡的電功率為0W；當滑動變阻器的滑片在最左端時，R與L并聯(lián)，由并聯(lián)電路特點和額定電壓下燈泡正常發(fā)光可知此時燈泡的電功率，然后得出答案．
【考點精析】認真審題，首先需要了解歐姆定律及其應用(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�。�（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）)，還要掌握電功率的計算公式(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)的相關知識才是答題的關鍵．