Question

（2012?西城區）在圖所示電路中，電源兩端電壓不變，標有“6V 3W”字樣的小燈泡燈絲電阻不變．當開關S閉合、滑動變阻器R₂的滑片P滑到A端時，電流表的示數為0.6A，小燈泡正常發光．求：
（1）定值電阻R₁．
（2）當開關S斷開，電壓表的示數為1.2V時，滑動變阻器R₂接入電路的電阻值．
（3）當開關S斷開，電壓表的示數為3.6V時，電路消耗的總電功率P_總．

Answer 1

分析：（1）分析電路圖，畫出開關S閉合時的等效電路圖，由并聯電路的特點求出電阻R₁兩端的電壓與流過電阻R₁的電流，然后由歐姆定律求出電阻R₁的阻值，求出電源電壓；
（2）分析電路圖，畫出開關S斷開時的等效電路圖，根據串聯電路的特點及歐姆定律，求出電路電流，然后由歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的電阻值；
（3）分析電路圖，畫出開關S斷開時的等效電路圖，根據串聯電路的特點及歐姆定律求出電路電流，然后由功率公式求出電路消耗的總功率．

解答：解：（1）關S閉合時的等效電路圖如圖一所示；燈泡正常發光，
則燈泡兩端的電壓為額定電壓U=U_L=6V，
流過燈泡的電流I_L=

PL

UL

=

3W

6V

=0.5A，
燈泡電阻R_L=

UL

IL

=

6V

0.5A

=12Ω，
流過電阻R₁的電流I₁=I-I_L=0.6A-0.5A=0.1A，
電阻R₁的阻值R₁=

U

I1

=

6V

0.1A

=60Ω；
答：定值電阻R₁的阻值是60Ω．
（2）開關S斷開時，等效電路圖如圖二所示，
由串聯特點可知，燈泡兩端的電壓U_L′=U-U₂=6V-1.2V=4.8V，
流過電路電流I′=I_L′=

UL′

RL

=

4.8V

12Ω

=0.4A，
滑動變阻器R₂接入電路的電阻值R₂=

U2

I′

=

1.2V

0.4A

=3Ω，
答：滑動變阻器R₂接入電路的電阻值3Ω．
（3）開關S斷開時，等效電路圖如圖二所示，
由串聯特點可知，燈泡兩端的電壓U_L′′=U-U₂=6V-3.6V=2.4V，
流過電路電流I′′=I_L′′=

UL′′

RL

=

2.4V

12Ω

=0.2A，
電路消耗的總電功率P_總=UI′′=6V×0.2A=1.2W，
答：電路消耗的總電功率1.2W．

點評：本題考查了電阻與功率的計算，分析電路結構，畫出等效電路圖是正確解題的前提以基礎，靈活應用串并聯電路的特點、歐姆定律、功率公式及其變形公式，是正確解題的關鍵．