Question

如圖，燈L標(biāo)有“12V  6W”的字樣，滑動(dòng)變阻器R的最大阻值是16Ω．當(dāng)S₁、S₂閉合，滑片滑到最上端時(shí)，燈L恰好正常發(fā)光，電流表示數(shù)為0.8A．求（1）電源電壓  
（2）R₁的電阻
（3）當(dāng)滑片滑到最下端，只有S₂閉合時(shí)，燈工作2min產(chǎn)生的熱量．

Answer 1

分析：（1）當(dāng)S₁、S₂閉合，滑片滑到最上端時(shí)，燈泡L與定值電阻R₁并聯(lián)，電流表測干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和額定電壓下燈泡正常發(fā)光可知電源的電壓；
（2）根據(jù)P=UI求出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流，根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出通過R₁的電流，利用歐姆定律求出R₁的電阻；
（3）當(dāng)滑片滑到最下端，只有S₂閉合時(shí)，燈泡L與滑動(dòng)變阻器的最大阻值串聯(lián)，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)焦耳定律求出燈工作2min產(chǎn)生的熱量．

解答：解：（1）當(dāng)S₁、S₂閉合，滑片滑到最上端時(shí)，燈泡L與定值電阻R₁并聯(lián)，電流表測干路電流，
∵并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，
∴電源的電壓U=U_L額=12V；
（2）根據(jù)P=UI可得，通過燈泡的電流：
I_L=

PL額

UL額

=

6W

12V

=0.5A，
根據(jù)歐姆定律可得，燈泡的電阻：
R_L=

UL額

IL

=

12V

0.5A

=24Ω，
∵并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
∴通過R₁的電流：
I₁=I-I_L=0.8A-0.5A=0.3A，
則R₁=

U

I1

=

12V

0.3A

=40Ω；
（3）當(dāng)滑片滑到最下端，只有S₂閉合時(shí)，燈泡L與滑動(dòng)變阻器的最大阻值串聯(lián)，
∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴此時(shí)電路中的電流：
I′=

U

RL+R

=

12V

24Ω+16Ω

=0.3A，
燈工作2min產(chǎn)生的熱量：
Q_L=（I′）²R_Lt=（0.3A）²×24Ω×2×60s=259.2J．
答：（1）電源電壓為12V；
（2）R₁的電阻為40Ω；
（3）當(dāng)滑片滑到最下端，只有S₂閉合時(shí)，燈工作2min產(chǎn)生的熱量為259.2J．

點(diǎn)評：本題考查了串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點(diǎn)以及歐姆定律、焦耳定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是開關(guān)閉合、斷開時(shí)電路串并聯(lián)的辨別和知道額定電壓下燈泡正常發(fā)光．