Question

【題目】圖示電路中，滑動變阻器銘牌上標有“50Ω1A”字樣，電壓表量程0﹣15V．閉合開關S1、S2 ， 斷開開關S3 ， 調節變阻器滑片P至某位置，電壓表示數為6.0V，電流表示數為0.50A，燈泡正常發光；再閉合開關S3 ， 電流表示數變為0.75A.

（1）求變阻器接入電路的阻值
（2）求燈泡的額定功率
（3）只閉合開關S1、S2 ， 改變電源電壓并移動滑片P，使電路安全工作，求電路10s消耗的最大電能

Answer 1

【答案】
（1）

解：由題，開關S1、S2閉合，斷開開關S3，L與滑動變阻器串聯，電壓表測滑動變阻器兩端電壓，電流表測電路中電流，

根據I=得變阻器接入電路的阻值：R滑===12Ω

答：變阻器接入電路的阻值為12Ω

（2）

解：三個開關都閉合時，L短路，只有滑動變阻器連入電路中，

則：U總=U滑=I′R滑=0.75A×12Ω=9V，

開關S1、S2閉合，斷開開關S3時，燈泡恰好正常發光，

UL=U源﹣U=9V﹣6V=3V，

燈泡的額定功率：P=ULI=3V×0.5A=1.5W

答：燈泡的額定功率為1.5W

（3）

解：只閉合開關S1、S2，改變電源電壓并移動滑片P，使電路安全工作，

由電壓表量程可知滑動變阻器兩端電壓最大：U滑′=15V，

調節滑片燈泡正常發光，此時電路中電流最大，

所以此時的電源電壓：U源′=U滑′+UL=15V+3V=18V，

電路10s消耗的最大電能：W=U源′ILt=18V×0.5A×10s=90J．

答：只閉合開關S1、S2，改變電源電壓并移動滑片P，使電路安全工作，電路10s消耗的最大電能為90J

【解析】（1）開關S1、S2閉合，斷開開關S3 ， L與滑動變阻器串聯，電壓表測滑動變阻器兩端電壓，電流表測電路中電流，根據歐姆定律計算變阻器接入電路的阻值；
（2）三個開關都閉合，L短路，只有滑動變阻器連入電路，根據歐姆定律計算電源電壓；由開關S1、S2閉合，斷開開關S3 ， 燈泡正常發光，從而求得燈泡的額定功率；
（3）根據電壓表量程以及燈泡正常發光電壓確定最大的電源電壓，燈泡正常發光時電流最大，由W=UIt計算電路10s消耗的最大電能．
【考點精析】利用歐姆定律及其應用和電功率的計算公式對題目進行判斷即可得到答案，需要熟知歐姆定律的應用： 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．