Question

【題目】如圖所示，電源電壓恒定不變，小燈泡L標有“6V 3W”字樣，當開關S1、S2閉合，滑片P置于b端時，小燈泡正常發光，此時電流表的示數為0.8A，求：
（1）電源的電壓U；
（2）滑動變阻器的最大阻值R1；
（3）當開關S1閉合、S2斷開，滑片P置于a端時，電流表的示數為0.2A，求此時R2的電功率．

Answer 1

【答案】
（1）解：當開關S1、S2都閉合，滑片P置于b端時，R1與L并聯，電流表測電路中的電流，

由于并聯電路中各支路兩端的電壓相等，且燈泡正常發光，

所以，電源的電壓U=UL=6V；

（2）解：根據P=UI可得，通過燈泡的電流：

IL= = =0.5A，

根據并聯電路中干路電流等于各支路電流之和可知：

通過R1的電流I1=I﹣IL=0.8A﹣0.5A=0.3A，

根據歐姆定律可得：

R1= = =20Ω；

（3）解：當開關S1閉合、S2斷開時，滑片P置于a端時，燈泡被短路，R1與R2串聯，此時電路的總功率為P=UI′=6V×0.2A=1.2W，

滑動變阻器消耗的電功率：

P1=（I′）2×R1=（0.2A）2×20Ω=0.8W，

所以P2=P﹣P1=1.2W﹣0.8W=0.4W

【解析】（1）當開關S1、S2都閉合，滑片P置于b端時，R1與L并聯，電流表測電路中的電流，根據燈泡正常發光時的電壓和額定電壓相等以及并聯電路的電壓特點可知電源的電壓；（2）根據P=UI求出通過燈泡的電流，利用并聯電路的電流特點求出通過R1的電流，利用并聯電路的電壓特點和歐姆定律求出R1的阻值；（3）當開關S1閉合、S2斷開時，滑片P置于a端時，燈泡被短路，R1與R2串聯，利用P=UI求出總功率，利用P=I2R求出此時滑動變阻器消耗的電功率，它們之差即為R2的電功率．
【考點精析】關于本題考查的歐姆定律及其應用和電功率的計算公式，需要了解歐姆定律的應用： 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才能得出正確答案．