Question

【題目】如圖所示，電源電壓和小燈泡L電阻不變，小燈泡L標(biāo)有“6V 6W”字樣，滑動(dòng)變阻器阻值變化范圍為0～18Ω．當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí)，小燈泡L正常發(fā)光，電流表的示數(shù)為1.5A．求：
（1）小燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電阻；
（2）通電5min電流通過(guò)R1產(chǎn)生的熱量；
（3）當(dāng)S1閉合，S2、S3斷開(kāi)，小燈泡功率的變化范圍．

Answer 1

【答案】
（1）根據(jù)P= 可知：小燈泡的電阻RL= = =6Ω

答：小燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電阻為6Ω

（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí)，燈泡與R1的并聯(lián)，

由于燈L正常發(fā)光，則電源電壓為U=UL額=6V；

此時(shí)通過(guò)燈泡的電流IL= = =1A；

由并聯(lián)電路的電流規(guī)律可知，通過(guò)R1的電流I1=I﹣IL=1.5A﹣1A=0.5A；

通電5min電流通過(guò)R1產(chǎn)生的熱量：W1=UI1t=6V×0.5A×5×60s=900J

答：通電5min電流通過(guò)R1產(chǎn)生的熱量為900J

（3）當(dāng)S1閉合，S2、S3斷開(kāi)時(shí)，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0時(shí)，電路為燈泡的簡(jiǎn)單電路，此時(shí)燈泡實(shí)際功率最大，最大為6W．

當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，燈泡實(shí)際功率最小，

由歐姆定律可得，電路中的最小電流：Imin= = =0.25A，

則燈泡的最小實(shí)際功率：PLmin=（Imin）2RL=（0.25A）2×6Ω=0.375W，

即小燈泡功率的變化范圍為0.375W～6W

答：當(dāng)S1閉合，S2、S3斷開(kāi)，小燈泡功率的變化范圍為0.375W～6W

【解析】（1）已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)公式R= 求出燈泡的電阻；（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2、S3都閉合，燈泡與R1并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器被短路，小燈泡L正常發(fā)光，所以電源電壓為6V，已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)公式P=UI可求正常工作時(shí)的電流，電流表測(cè)量干路電流，通過(guò)R1的電流等于總電流減去通過(guò)燈泡的電流，根據(jù)公式W=UIt可求通電5min電流通過(guò)R1產(chǎn)生的熱量．（3）當(dāng)S1閉合，S2、S3斷開(kāi)，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，當(dāng)滑片在最左端時(shí)，燈泡正常發(fā)光，實(shí)際功率為額定功率，當(dāng)滑片在最右端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為18Ω，根據(jù)公式P=UI求出此時(shí)電路的電流，再利用公式P=I2R求出此時(shí)燈泡的實(shí)際功率．從而求出燈泡電功率的變化范圍．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解歐姆定律及其應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)，掌握歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無(wú)關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過(guò)的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過(guò)的電流就越小．（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR），以及對(duì)電功率的計(jì)算公式的理解，了解計(jì)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(jì)算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R．