【題目】如圖甲所示的電路中,電源電壓不變,小燈泡L的額定電壓為6V,R1為某特殊電阻元件,通過它的電流與其兩端的電壓的關(guān)系如圖乙所示.當(dāng)閉合開關(guān)S1、S3 , 斷開S2 , 滑片P置于b端時(shí),燈泡L正常發(fā)光,電流表的示數(shù)為0.9A.求:
(1)燈泡L的額定功率;
(2)當(dāng)閉合開關(guān)S2、S3 , 斷開S1 , 滑片P置于a端時(shí),電流表的示數(shù)為0.4A,R2的最大阻值;
(3)當(dāng)只閉合開關(guān)S2 , 滑片P置于a端時(shí),電路消耗的總功率為1.2W,此時(shí)燈泡1min內(nèi)消耗的電能.

【答案】
(1)解:當(dāng)閉合開關(guān)S1、S3,斷開S2,滑片P置于b端時(shí),R1與L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,且燈泡正常發(fā)光,

所以,電源的電壓U=UL=6V,

由圖乙可知,通過R1的電流I1=0.6A,

因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,

所以,通過L的電流:

IL=I﹣I1=0.9A﹣0.6A=0.3A,

則燈泡的額定功率:

PL=ULIL=6V×0.3A=1.8W;


(2)解:當(dāng)閉合開關(guān)S2、S3,斷開S3,滑片P置于a端時(shí),R1與R2串聯(lián),電流表測(cè)電路中的電流,

由圖乙可知,R1兩端的電壓U1=2V,

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,

所以,R2兩端的電壓:

U2=U﹣U1=6V﹣2V=4V,

由I= 可知,R2的最大阻值:

R2= = =10Ω;


(3)解:當(dāng)只閉合開關(guān)S2,滑片P置于a端時(shí),L、R1、R2串聯(lián),

由P=UI可得,電路消耗的總功率為1.2W時(shí)電路中的電流:

I″= = =0.2A,

此時(shí)R2兩端的電壓:

U2′=I″R2=0.2A×10Ω=2V,

由圖象可知,R1兩端的電壓U1′=1V,

則燈泡兩端的電壓:

UL′=U﹣U1′﹣U2′=6V﹣1V﹣2V=3V,

此時(shí)燈泡1min內(nèi)消耗的電能:

WL=UL′I″t=3V×0.2A×60s=36J.


【解析】(1)當(dāng)閉合開關(guān)S1、S3 , 斷開S2 , 滑片P置于b端時(shí),R1與L并聯(lián),電流表測(cè)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,根據(jù)圖乙讀出通過R1的電流,根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出通過L的電流,根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率;(2)當(dāng)閉合開關(guān)S2、S3 , 斷開S3 , 滑片P置于a端時(shí),R1與R2串聯(lián),電流表測(cè)電路中的電流,根據(jù)圖乙讀出R1兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R2兩端的電壓,根據(jù)歐姆定律求出R2的最大阻值;(3)當(dāng)只閉合開關(guān)S2 , 滑片P置于a端時(shí),L、R1、R2串聯(lián),根據(jù)P=UI求出電路消耗的總功率為1.2W時(shí)電路中的電流,根據(jù)歐姆定律求出此時(shí)R2兩端的電壓,由圖象讀出R1兩端的電壓,再根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出燈泡兩端的電壓,利用W=UIt求出此時(shí)燈泡1min內(nèi)消耗的電能.
【考點(diǎn)精析】通過靈活運(yùn)用歐姆定律及其應(yīng)用和電功的計(jì)算,掌握歐姆定律的應(yīng)用: ① 同一個(gè)電阻,阻值不變,與電流和電壓無關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí),通過的電流也增大.(R=U/I) ② 當(dāng)電壓不變時(shí),電阻越大,則通過的電流就越。↖=U/R) ③ 當(dāng)電流一定時(shí),電阻越大,則電阻兩端的電壓就越大.(U=IR);電功計(jì)算公式:W=UIt(式中單位W→焦(J);U→伏(V);I→安(A);t→秒)即可以解答此題.

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