Question

【題目】如圖所示的電路中，電源電壓是9V，小燈泡L上標(biāo)有“6V 6W”字樣（忽略溫度對燈絲電阻的影響）
（1）求小燈泡正常發(fā)光時電阻；
（2）閉合開關(guān)S1和S2 ， 為了保證電路安全，滑動變阻器接入電路的電阻的最小值是多少？
（3）閉合開關(guān)S1、斷開開關(guān)S2 ， 滑動變阻器的滑片從某點(diǎn)滑動到另一點(diǎn)時，電壓表的示數(shù)由5V變化到1V，電流變化了0.4A．求R0的值及該過程中燈泡的最大功率．

Answer 1

【答案】
（1）解：由P= 可得，小燈泡正常發(fā)光時的電阻：

RL= = =6Ω

（2）解：由電路圖知，當(dāng)閉合S1、S2，小燈泡L與滑動變阻器R1串聯(lián)，

為保證電路安全，燈兩端的最大電壓為6V，此時變阻器允許接入電路的電阻為最小，

由串聯(lián)電路特點(diǎn)和P=UI可得，流過R1的電流：

I1=I額= = =1A，

R1兩端的電壓：U1=U﹣UL=9V﹣6V=3V，

R1最小電阻：R1= = =3Ω

（3）解：當(dāng)閉合S1，斷開S2，小燈泡L、滑動變阻器R1及R0串聯(lián)，

滑片從某點(diǎn)滑動到另一點(diǎn)時，滑動變阻器兩端電壓從5V變成1V，

由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)知，小燈泡與R0的串聯(lián)總電壓從U總=9V﹣5V=4V變化為U總′=9V﹣1V=8V．

兩電流：I′﹣I=0.4A，

由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得： ﹣ =0.4A，

即： ﹣ =0.4A

解得：R0=4Ω；

由題，當(dāng)滑動變阻器兩端電壓為最小1V時，電路中電流最大，小燈泡功率也最大．此時小燈泡與R0的串聯(lián)總電壓為8V，

由P=I2R可得燈泡最大功率：

P最大=I最大2RL=（ ））2×6Ω=3.84W

【解析】（1）由P= 計(jì)算燈泡電阻；（2）閉合開關(guān)S1和S2 ， L與R1串聯(lián)，電路要安全就不能超過燈泡的額定電壓，由此根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)、電功率及歐姆定律公式計(jì)算；（3）閉合開關(guān)S1、斷開開關(guān)S2 ， L、R1、R0串聯(lián)，電壓表測R1兩端電壓，電流表測電路中電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律由電流相等列式計(jì)算R0的阻值，由P=I2R計(jì)算燈泡的最大功率．
【考點(diǎn)精析】掌握歐姆定律及其應(yīng)用是解答本題的根本，需要知道歐姆定律的應(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）．