Question

10．如圖所示，電源電壓恒定不變，電阻R₁的阻值為10Ω，小燈泡上標(biāo)有“12V  6W”字樣（不考慮溫度對(duì)燈絲電阻值的影響）求：
（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)電流．
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S、S₁、S₂都閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片P移到最右端時(shí)，電流表的讀數(shù)為1.7A，小燈泡恰能正常發(fā)光，求滑動(dòng)變阻器的最大阻值．
（3）當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，開(kāi)關(guān)S₁、S₂都斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器的滑片P在最右端，求電流表的讀數(shù)和滑動(dòng)變阻器消耗的電功率．

Answer 1

分析 （1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的功率和額定功率相等，根據(jù)P=UI求出電流；
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S、S₁、S₂都閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片P移到最右端時(shí)，燈泡與滑動(dòng)變阻器的最大阻值并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，根據(jù)額定電壓下燈泡正常發(fā)光和并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知電源的電壓，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出通過(guò)R₂的電流，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器的最大阻值；
（3）當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，開(kāi)關(guān)S₁、S₂都斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器的滑片P在最右端，R₁與R₂的最大阻值串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)P=I²R求出滑動(dòng)變阻器消耗的電功率．

解答 解：（1）由P=UI可得，小燈泡正常發(fā)光時(shí)電流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{6W}{12V}$=0.5A；
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S、S₁、S₂都閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片P移到最右端時(shí)，燈泡與滑動(dòng)變阻器的最大阻值并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且小燈泡恰能正常發(fā)光，
所以，電源的電壓U=U_L=12V，
因并聯(lián)線路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，通過(guò)R₂的電流：
I₂=I-I_L=1.7A-0.5A=1.2A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑動(dòng)變阻器的最大阻值：
R₂=$\frac{U}{{I}_{2}}$=$\frac{12V}{1.2A}$=10Ω；
（3）當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，開(kāi)關(guān)S₁、S₂都斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器的滑片P在最右端，R₁與R₂的最大阻值串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中電流表的讀數(shù)：
I′=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{12V}{10Ω+10Ω}$=0.6A，
滑動(dòng)變阻器消耗的電功率：
P₁=（I′）²R₂=（0.6A）²×10Ω=3.6W．
答：（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)電流為0.5A；
（2）滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10Ω；
（3）當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，開(kāi)關(guān)S₁、S₂都斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器的滑片P在最右端，電流表的讀數(shù)為0.6A，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率為3.6W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，要注意額定電壓下燈泡正常發(fā)光．