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= t可求出滑動變阻器產生的熱量．