Question

【題目】如圖所示電路，電源電壓保持不變，燈上標(biāo)有“6V 3W”字樣，當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開、滑動變阻器滑片P移到a端時，電壓表的示數(shù)為2.4V，電流表示數(shù)為0.3A（燈泡燈絲電阻不隨溫度的變化而改變）。
求：

（1）滑動變阻器的最大阻值；
（2）此時燈泡的實際功率；
（3）電源電壓；
（4）當(dāng)開關(guān)S1和S2都閉合、滑動變阻器的滑片P移到b端時，電路消耗的總功率．

Answer 1

【答案】
（1）

解：當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開、滑動變阻器滑片P移到a端時，滑動變阻器R的最大阻值和燈泡串聯(lián)，電壓表測變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流，

由I= 可得，滑動變阻器的最大阻值：

R= = =8Ω；

答：滑動變阻器的最大阻值為8Ω；

（2）

解：由P= 可得，燈泡的電阻：

RL= = =12Ω，

當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開、滑動變阻器滑片P移到a端時，燈泡的實際功率：

PL′=I2RL=（0.3A）2×12Ω=1.08W；

答：此時燈泡的實際功率為1.08W；

（3）

解：當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開、滑動變阻器滑片P移到a端時，

因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，

所以，電源電壓：

U=I（RL+R）=0.3A×（12Ω+8Ω）=6V；

答：電源電壓為6V；

（4）

解：當(dāng)開關(guān)S1和S2都閉合、滑動變阻器的滑片P移到b端時，燈泡與滑動變阻器的最大阻值并聯(lián)，

因并聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，

所以，電路中的總電阻：

R總= = =4.8Ω，

電路消耗的總功率：

P= = =7.5W。

答：當(dāng)開關(guān)S1和S2都閉合、滑動變阻器的滑片P移到b端時，電路消耗的總功率為7.5W。

【解析】（1）當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開、滑動變阻器滑片P移到a端時，滑動變阻器R的最大阻值和燈泡串聯(lián)，電壓表測變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器的最大阻值；（2）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)P= 求出燈泡的電阻，當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開、滑動變阻器滑片P移到a端時，根據(jù)P=I2R求出此時燈泡的實際功率；（3）當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開、滑動變阻器滑片P移到a端時，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電源的電壓；（4）當(dāng)開關(guān)S1和S2都閉合、滑動變阻器的滑片P移到b端時，燈泡與滑動變阻器的最大阻值并聯(lián)，根據(jù)電阻的并聯(lián)求出電路中的總電阻，利用P= 求出電路消耗的總功率。本題考查了串并聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是兩種情況下電路電路連接方式的判斷。
【考點精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解歐姆定律及其應(yīng)用的相關(guān)知識，掌握歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 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(dāng)電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR），以及對電功率的計算公式的理解，了解計算電功率公式：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．