Question

【題目】如圖所示電路中，電源電壓保持不變，R0為定值電阻，燈泡L的額定電壓UL=6V．?dāng)嚅_(kāi)S1 ， 閉合S2、S3 ， 移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電流表示數(shù)I1=0.2A時(shí)，電壓表的示數(shù)U1=4.8V．閉合S1、S2、S3 ， 滑片滑至最右端時(shí)，燈泡L正常發(fā)光，電流表的示數(shù)I2=0.75A．?dāng)嚅_(kāi)S3 ， 閉合S1、S2 ， 在移動(dòng)滑片的過(guò)程中，當(dāng)電流表示數(shù)分別為I、2I時(shí)，滑動(dòng)變阻器的電功率均為P同 ． 忽略燈泡電阻隨溫度的變化．求：
（1）定值電阻R0的阻值；
（2）燈泡L的額定電流IL；
（3）滑動(dòng)變阻器的電功率P同 ．

Answer 1

【答案】
（1）解：斷開(kāi)S1，閉合S2、S3時(shí)，R0與R串聯(lián)，電壓表測(cè)R0兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，

由I= 可得，定值電阻R0的阻值：

R0= = =24Ω；

答：定值電阻R0的阻值為24Ω；

（2）解：閉合S1、S2、S3，滑片滑至最右端時(shí)，燈泡L與R0并聯(lián)，電流表測(cè)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，

通過(guò)R0的電流：

I0= = =0.25A，

因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，

所以，燈泡L的額定電流：

IL=I2﹣I0=0.75A﹣0.25A=0.5A；

答：燈泡L的額定電流為0.5A；

（3）解：燈泡的電阻：

RL= = =12Ω，

斷開(kāi)S3，閉合S1、S2時(shí)，R與L串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流，

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，

所以，當(dāng)電流表的示數(shù)為I時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：

U滑=U﹣IRL，

滑動(dòng)變阻器的電功率：

P滑=U滑I=（U﹣IRL）I，

同理可知，當(dāng)電流表的示數(shù)為2I時(shí)，滑動(dòng)變阻器的電功率：

P滑′=U滑′I′=（U﹣2IRL）×2I，

因電流表示數(shù)分別為I、2I時(shí)，滑動(dòng)變阻器的電功率相等，

所以，（U﹣IRL）I=（U﹣2IRL）×2I，即（6V﹣I×12Ω）I=（6V﹣2I×12Ω）×2I，

解得：I= A，

則滑動(dòng)變阻器的電功率：

P同=U滑I=（U﹣IRL）I=（6V﹣ A×12Ω）× A≈0.67W．

答：滑動(dòng)變阻器的電功率P同為0.67W．

【解析】（1）斷開(kāi)S1 ， 閉合S2、S3時(shí)，R0與R串聯(lián)，電壓表測(cè)R0兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出定值電阻R0的阻值；（2）閉合S1、S2、S3 ， 滑片滑至最右端時(shí)，燈泡L與R0并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律求出通過(guò)R0的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出通過(guò)燈泡的電流即為燈泡L的額定電流；（3）根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻，斷開(kāi)S3 ， 閉合S1、S2時(shí)，R與L串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律表示出兩種情況下滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)P=UI表示出滑動(dòng)變阻器的電功率，利用滑動(dòng)變阻器的電功率相等得出等式求出電流I，進(jìn)一步求出滑動(dòng)變阻器的電功率．
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了歐姆定律及其應(yīng)用和電功率的計(jì)算公式的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，需要掌握歐姆定律的應(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�。�（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）；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才能正確解答此題．