Question

【題目】如圖所示的電路中，電源電壓和燈泡和L的電阻均保持不變，燈泡L上標有“10V 10W”字樣，當滑動變阻器R的滑片P位于a端，閉合S1、斷開S2時，燈L兩端的實際電壓為額定電壓的 ；當滑動變阻器R的滑片P位于b端時，閉合開關S1、S2時，電流表示數為2.4A．
（1）燈L正常發光時的電阻；
（2）電源電圧和滑動變阻器的最大阻值；
（3）第二種情況下，滑動變阻器消耗的功率．

Answer 1

【答案】
（1）解：由P=UI= 可得，燈L正常發光時的電阻：

RL= = =10Ω

答：燈L正常發光時的電阻為10Ω

（2）解：當滑動變阻器R的滑片P位于a端，閉合S1、斷開S2時，燈泡L與滑動變阻器的最大阻值串聯，

由題意可知，燈泡兩端的電壓：

UL′= UL= ×10V=6V，

因串聯電路中各處的電流相等，

所以，電路中的電流：

I= = =0.6A，

因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，

所以，由I= 可得，電源的電壓：

U=I（R+RL）=0.6A×（R+10Ω）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①

當滑動變阻器R的滑片P位于b端時，閉合開關S1、S2時，燈泡L與滑動變阻器的最大阻值并聯，電流表測干路電流，

因并聯電路中各支路兩端的電壓相等，且干路電流等于各支路電流之和，

所以，干路電流表的示數：

I= + ，即 + =2.4A﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②

由①②可得，R=10Ω，U=12V

答：電源電圧為12V，滑動變阻器的最大阻值為10Ω

（3）解：第二種情況下滑動變阻器消耗的功率：

PR= = =14.4W

答：第二種情況下，滑動變阻器消耗的功率為14.4W

【解析】（1）燈泡正常發光時的功率和額定功率相等，根據P=UI= 求出燈泡的電阻；（2）當滑動變阻器R的滑片P位于a端，閉合S1、斷開S2時，燈泡L與滑動變阻器的最大阻值串聯，根據題意求出燈泡兩端的電壓，根據串聯電路的電流特點和歐姆定律求出電路中的電流，根據電阻的串聯和歐姆定律表示出電源的電壓；當滑動變阻器R的滑片P位于b端時，閉合開關S1、S2時，燈泡L與滑動變阻器的最大阻值并聯，電流表測干路電流，根據并聯電路的特點和歐姆定律表示出干路電流，聯立等式求出電源的電壓和滑動變阻器的最大阻值；（3）根據P=UI= 求出第二種情況下滑動變阻器消耗的功率．
【考點精析】本題主要考查了歐姆定律及其應用和電功率的計算公式的相關知識點，需要掌握歐姆定律的應用： 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才能正確解答此題．