Question

【題目】如圖所示的電路，燈泡L標有“6V“的字樣，滑動變阻器R的最大阻值為20Ω，當閉合S1 ， 斷開S2 ， 燈泡L恰好正常發(fā)光，電流表示數(shù)為0.2A；當斷開S1 ， 閉合S2 ， 且滑動變阻器的滑片移到最右端時，電壓表讀數(shù)為4V（假設(shè)燈絲電阻不變）求：
（1）電源電壓；
（2）R0的阻值；
（3）當S1、S2同時閉合，且滑動變阻器的滑片移到最左端．通電5min整個電路消耗的電能．

Answer 1

【答案】
（1）解：當閉合S1，斷開S2，電路只有燈泡有電流通過，

已知U額=6V且燈泡正常發(fā)光，

所以，電源電壓：U=U額=6V；

答：電源電壓為6V；

（2）解：當斷開S1，閉合S2，且滑動變阻器的滑片移到最右端時，定值電阻R0和整個滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測變阻器兩端的電壓，

定值電阻兩端電壓：U0=U﹣UR=6V﹣4V=2V，

由串聯(lián)分壓規(guī)律可得： = = = ，

所以R0的阻值：R0= R= ×20Ω=10Ω；

答：R0的阻值為10Ω；

（3）解：由I= 可得，燈泡的電阻：RL= = =30Ω；

當S1、S2同時閉合，且滑動變阻器的滑片移到最左端，燈泡和定值電阻R0并聯(lián)，

電路的總電阻：R并= = =7.5Ω；

通電5min整個電路消耗的電能：W總= t= ×5×60s=1440J．

答：通電5min整個電路消耗的電能為1440J．

【解析】（1）當閉合S1，斷開S2，電路只有燈泡有電流通過．已知燈泡額定電壓并且此時燈泡恰好正常發(fā)光，可以得到電源電壓；（2）當斷開S1，閉合S2，且滑動變阻器的滑片移到最右端時，定值電阻和整個滑動變阻器串聯(lián)．已知電源電壓和滑動變阻器兩端電壓，可以得到定值電阻兩端電壓；根據(jù)串聯(lián)電路用電器兩端電壓與其阻值成正比得到R0阻值；（3）已知燈泡額定電壓和正常發(fā)光時的電流，可以得到燈泡阻值．當S1、S2同時閉合，且滑動變阻器的滑片移到最左端，燈泡和定值電阻并聯(lián)．已知燈泡和定值電阻阻值，可以得到并聯(lián)電路的總電阻；已知電源電壓、電路總電阻和通電時間，利用公式W= t得到整個電路消耗的電能．
【考點精析】掌握歐姆定律及其應用和電功的計算是解答本題的根本，需要知道歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 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）；電功計算公式：W=UIt（式中單位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒）．