Question

【題目】如圖所示，燈L上標有“6V 3W”字樣（不考慮溫度對燈泡電阻的影響），電阻R1=20Ω．求：

（1）燈泡的電阻；
（2）當開關S1閉合，S2、S3都斷開時，燈L正常發光，電源電壓；
（3）開關S1、S2、S3都閉合，且滑片P在b端時，電流表的示數為2.4A，滑動變阻器R2的最大阻值；
（4）當開關S1斷開，S2、S3都閉合，且滑片P在a、b間中點時，在1min內滑動變阻器產生的熱量．

Answer 1

【答案】
（1）解：由題意知：燈泡的額定電壓UL=6V，額定功率PL=3W，燈泡電阻RL= = =12Ω
（2）解：燈泡正常發光，電路電流I= = =0.5A，電阻R1與燈泡L串聯，

電源電壓U=I（R1+RL）=0.5A×（20Ω+12Ω）=16V

（3）解：電路電流IA=2.4A，電阻R1與R2并聯，由歐姆定律得：流過電阻R1的電流I1= = =0.8A，

流過電阻R2的電流I2=IA﹣I1=2.4A﹣0.8A=1.6A，電阻R2的電阻值R2= = =10Ω

（4）解：滑片P在a、b間中點，滑動變阻器接入電路的電阻值R'2= = =5Ω，

在t=1min=60s內，滑動變阻器產生的熱量Q= t= ×60s=3072J

【解析】（1）已知燈泡額定電壓與額定功率，由P= 可求出燈泡電阻．（2）開關S1閉合，S2、S3都斷開，電阻R1與燈泡L串聯；由燈泡正常發光，根據I= 可求出電路電流；由串聯電路的特點和歐姆定律可求出電源電壓．（3）開關S1、S2、S3都閉合，燈泡L短路，電阻R1與R2并聯，滑片P在b端時，滑動變阻器全部阻值完全接入電路，已知電路總電流，由歐姆定律與并聯電路的特點可求出滑動變阻器的阻值．（4）開關S1斷開，S2、S3都閉合，且滑片P在a、b間中點時，只有滑動變阻器接入電路，且接入電路的阻值是總阻值的一半，由W= 可求出滑動變阻器產生的熱量．
【考點精析】本題主要考查了歐姆定律及其應用和電功率的計算公式的相關知識點，需要掌握歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R才能正確解答此題．