Question

20．如圖所示，電源的電壓保持不變，小燈泡L標(biāo)有“6V 3W”字樣，滑動變阻器R₁的阻值變化范圍為0～20Ω，電阻R₂的阻值為12Ω．燈絲的電阻隨溫度的變化忽略不計(jì)．
（1）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂、S₃都閉合時(shí)，小燈泡L正常發(fā)光，則通電2min電流通過R₁產(chǎn)生的熱量是多少？
（2）當(dāng)開關(guān)S₃閉合，S₁，S₂斷開時(shí)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表的示數(shù)為2V，小燈泡實(shí)際消耗的電功率是多少？

Answer 1

分析 （1）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂、S₃都閉合時(shí)，根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)分析R₁產(chǎn)生的熱量．
（2）由串聯(lián)電路的特點(diǎn)求出小燈泡的電壓，再求燈泡的實(shí)際功率．

解答 解：（1）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂、S₃都閉合時(shí)，R₁被短路，沒有電流通過R₁，R₁產(chǎn)生的熱量是0．
（2）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂、S₃都閉合時(shí)，小燈泡L正常發(fā)光，電壓為6V，可知電源的電壓為：U=6V
當(dāng)開關(guān)S₃閉合，S₁，S₂斷開時(shí)，電壓表的示數(shù)為2V，則知小燈泡的電壓為：U_L′=U-U₁=6-2=4V
小燈泡的電阻為：R=$\frac{{U}_{L}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{{6}^{2}}{3}$=12Ω
故小燈泡實(shí)際消耗的電功率是：P=$\frac{{U}_{L}^{′2}}{R}$=$\frac{{4}^{2}}{12}$≈1.33W
答：（1）通電2min電流通過R₁產(chǎn)生的熱量是0．
（2）小燈泡實(shí)際消耗的電功率是1.33W．

點(diǎn)評 對于直流電路的計(jì)算問題，首先要搞清電路的連接關(guān)系，要知道用電器被短路時(shí)沒有電流通過．再由歐姆定律和串聯(lián)、并聯(lián)的特點(diǎn)研究．