Question

（2012?鄂爾多斯）如圖，在物理實(shí)踐活動(dòng)中，王明同學(xué)自制了亮度可以調(diào)節(jié)的小臺(tái)燈，其電路圖及燈泡規(guī)格，電源電
壓U=220V保持不變，R₁=R₂=R₃=33Ω，假設(shè)燈泡電阻不變，請(qǐng)完成下列問(wèn)題：
（1）調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)可改變燈泡的亮度，調(diào)到哪個(gè)觸點(diǎn)燈最暗？調(diào)到哪個(gè)觸點(diǎn)燈最亮？
（2）燈泡正常工作時(shí)，燈泡的電阻是多少？
（3）燈泡正常工作5分鐘所消耗的電能是多少？
（4）當(dāng)開(kāi)關(guān)打到觸點(diǎn)2時(shí)，燈泡所消耗的實(shí)際功率是多少？

Answer 1

分析：（1）改變觸點(diǎn)的位置，電路中的總電阻會(huì)隨之改變，根據(jù)I=

U

R

分析電路中電流的變化，根據(jù)P=I²R可知燈泡實(shí)際功率的變化即可得出燈泡亮暗的變化；
（2）燈泡正常工作時(shí)的功率和額定功率相等，根據(jù)P=

U2

R

求出燈泡的電阻；
（3）根據(jù)W=Pt求出燈泡正常工作5分鐘所消耗的電能；
（4）當(dāng)開(kāi)關(guān)打到觸點(diǎn)2時(shí)，燈泡與R₁、R₂串聯(lián)，根據(jù)電阻的串聯(lián)特點(diǎn)和歐姆定律求出電路中的電流，利用P=I²R求出燈泡所消耗的實(shí)際功率．

解答：解：（1）開(kāi)關(guān)在觸點(diǎn)0時(shí)，電路為燈泡的基本電路，電路中的電阻最小，根據(jù)歐姆定律可知通過(guò)燈泡的電流最大，燈泡的實(shí)際功率最大，燈泡最亮；
同理，當(dāng)開(kāi)關(guān)在觸點(diǎn)3時(shí)，電路中的電阻最大，電流最小，燈泡最暗；
（2）燈泡正常工作時(shí)的電壓為220V，功率為100W，
∵P=

U2

R

，
∴燈泡的電阻R_L=

U2L額

PL額

=

(220V)2

100W

=484Ω；
（3）燈泡正常工作5分鐘所消耗的電能：
W=Pt=100W×5×60s=3×10⁴J；
（4）當(dāng)開(kāi)關(guān)打到觸點(diǎn)2時(shí)，燈泡與R₁、R₂串聯(lián)，
∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴根據(jù)歐姆定律可得，電路中的電流：
I=

U

RL+R1+R2

=

220V

484Ω+33Ω+33Ω

=0.4A，
此時(shí)燈泡的實(shí)際功率：
P_L=I²R_L=（0.4A）²×484Ω=77.44W．
答：（1）調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)可改變燈泡的亮度，調(diào)到3觸點(diǎn)燈最暗，調(diào)到0觸點(diǎn)燈最亮；
（2）燈泡的電阻是484Ω；
（3）燈泡正常工作5分鐘所消耗的電能是3×10⁴J；
（4）當(dāng)開(kāi)關(guān)打到觸點(diǎn)2時(shí)，燈泡所消耗的實(shí)際功率是77.44W．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是會(huì)根據(jù)電路圖判斷燈泡最亮和最暗時(shí)觸電的位置以及知道燈泡的亮暗取決于實(shí)際功率的大�。�