Question

在如圖所示的電路中，燈L標有“6V 3W”的字樣，滑動變阻器R₁的最大阻值為12Ω．將滑動變阻器的滑片撥到最左端，并將開關S₁閉合時，燈L恰能正常發光．求：
（1）燈泡正常發光時的電流；
（2）在以上情況下再將S₂閉合，此時電流表的示數為0.8A，求R₂；
（3）當S₂斷開，滑動變阻器的滑片撥到最右端時，燈泡L的實際電功率為多大．

Answer 1

解：（1）燈泡正常發光時的電壓為6V，功率為3W，根據P=UI可得：
燈泡正常發光時的電流I_L===0.5A；
（2）當將滑動變阻器的滑片撥到最左端，并將開關S₁閉合時，電路為燈泡L的簡單電路，
∵燈泡正常發光，
∴電源的電壓U=6V，
再將S₂閉合時，燈泡與R₂并聯，電流表測干路電流，
∵并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，
∴通過R₂的電流I₂=I-I_L=0.8A-0.5A=0.3A，
R₂===20Ω；
（3）當S₂斷開，滑動變阻器的滑片撥到最右端時，燈泡與滑動變阻器的最大阻值串聯，
燈泡的電阻：
R_L===12Ω，
∵串聯電路中總電阻等于各分電壓之和，
∴電路中的電流：
I′===0.25A，
燈泡L的實際電功率：
P_L實=（I′）²R_L=（0.25A）²×12Ω=0.75W．
答：（1）燈泡正常發光時的電流為0.5A；
（2）R₂的阻值為20Ω；
（3）當S₂斷開，滑動變阻器的滑片撥到最右端時，燈泡L的實際電功率為0.75W．
分析：（1）燈泡正常發光時的功率和額定功率相等，根據P=UI求出正常發光時的電流；
（2）將滑動變阻器的滑片撥到最左端，并將開關S₁閉合時，電路為燈泡L的簡單電路，根據燈泡正常發光可知電源的電壓，再將S₂閉合時，燈泡與R₂并聯，電流表測干路電流，根據并聯電路的電流特點求出通過R₂的電流，再根據歐姆定律求出R₂阻值；
（3）當S₂斷開，滑動變阻器的滑片撥到最右端時，燈泡與滑動變阻器的最大阻值串聯，根據歐姆定律求出燈泡的電阻，再根據電阻的串聯和歐姆定律求出此時電路中的電流，利用P=I²R求出燈泡L的實際電功率．
點評：本題考查了串聯電路和并聯電路的特點以及歐姆定律、電功率公式的靈活應用，關鍵是滑片位于不同位置和開關的閉合、斷開時電路的連接方式．