Question

1．如圖所示電路中，電源電壓保持不變，燈L標有“6V，3.6W”字樣，閉合開關(guān)S，當滑片P置于滑動變阻器的c點時，R_ab=4R_ac，燈L正常發(fā)光，20秒內(nèi)電流對滑動變阻器做功為36焦．（燈L的電阻保持不變）求：
（1）燈L的阻值為多少Ω？
（2）滑動變阻器R的最大阻值為多少Ω？
（3）電源電壓是多少V？

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）根據(jù)P=UI求出燈泡的額定電流，根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻；
（2）當滑片P置于滑動變阻器的C點時，燈泡正常發(fā)光時的電流和額定電流相等，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和W=UIt=I²Rt求出滑動變阻器接入電路的電阻，進一步求出滑動變阻器R的最大阻值；
（3）根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器兩端的電壓，利用串聯(lián)電路的電壓特點求出電源的電壓

解答 解：
由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）根據(jù)P=UI可得，燈泡的額定電流：
I_額=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{3.6W}{6V}$=0.6A，
根據(jù)歐姆定律可得，燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{額}}{{I}_{額}}$=$\frac{6V}{0.6A}$=10Ω；
（2）當滑片P置于滑動變阻器的C點時，燈L正常發(fā)光，正常發(fā)光時的電壓為6V，功率為3.6W，
串聯(lián)電路中各處的電流相等，
根據(jù)W=UIt=I²Rt可得，滑動變阻器接入電路中的電阻：
R_ac=$\frac{W}{{{I}_{滑}}^{2}t}$=$\frac{W}{{{I}_{額}}^{2}t}$=$\frac{36J}{（{0.6A）}^{2}×20s}$=5Ω，
滑動變阻器R的最大阻值：
R_ab=4R_ac=4×5Ω=20Ω；
（3）滑動變阻器兩端的電壓：
U_ac=I_滑R_ac=I_L額R_ac=0.6A×5Ω=3V，
串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以電源的電壓：
U=U_L額+U_ac=6V+3V=9V．
答：（1）燈L的阻值為10Ω；（2）滑動變阻器R的最大阻值為20Ω；（3）電源電壓是9V．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的靈活應用，關(guān)鍵是知道燈泡正常發(fā)光時的功率和額定功率相等、電壓和額定電壓相等．