Question

16．如圖所示的電路中，電源電壓不變，燈L上標(biāo)有“18V 18W”的字樣．當(dāng)開關(guān)閉合，滑動變阻器的滑片P移到a端時(shí)，燈L正常發(fā)光，電流表示數(shù)為2.5A．當(dāng)開關(guān)S斷開、滑動變阻器的滑片P移到距a端$\frac{3}{4}$ab長度處時(shí)，電壓表示數(shù)為6V．此時(shí)，燈L的實(shí)際功率為8W．

Answer 1

分析 如圖所示，當(dāng)開關(guān)S閉合，滑片P在a端時(shí)，燈泡L與滑動變阻器R并聯(lián)，根據(jù)燈泡的正常發(fā)光可求出電路中的電流和電源電壓；并求出此時(shí)滑動變阻器的阻值；
當(dāng)開關(guān)S斷開、滑動變阻器的滑片P移到距a端$\frac{3}{4}$ab長度處時(shí)，小燈泡與滑動變阻器R串聯(lián)，先根據(jù)R_ab的阻值求出此時(shí)接入電路的阻值，然后根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流，最后根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)和P=UI即可求出燈L的功率．

解答 解：當(dāng)開關(guān)S閉合，并且滑片P在a端時(shí)，燈泡L與滑動變阻器R并聯(lián)，由于燈L正常發(fā)光，
則電源的電壓為18V，由P=UI得：燈泡中的電流I_L=$\frac{P}{U}$=$\frac{18W}{18V}$=1A；
因?yàn)椴⒙?lián)電路的總電流等于各支路電流之和可知：
此時(shí)通過變阻器的電流：I_滑=I-I_L=2.5A-1A=1.5A，
由歐姆定律得：
滑動變阻器的阻值R_ab=$\frac{U}{{I}_{滑}}$=$\frac{18V}{1.5A}$=12Ω；
當(dāng)開關(guān)S斷開、滑動變阻器的滑片P移到距a端$\frac{3}{4}$ab長度處時(shí)，此時(shí)R_滑′=$\frac{3}{4}$R_滑=$\frac{3}{4}$×12Ω=9Ω；
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得：燈泡電阻R_L=$\frac{{{U}_{額}}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（{18V）}^{2}}{18W}$=18Ω，
因?yàn)榇��?lián)電路的總電阻等于各電阻之和，則總阻值R=R_ab+R_L=9Ω+18Ω=27Ω；
則電路的電流：I′=$\frac{U}{R}$=$\frac{18V}{27Ω}$=$\frac{2}{3}$A，
由歐姆定律得：
變阻器兩端的電壓U′=I′R_滑′=$\frac{2}{3}$A×9Ω=6V；即電壓表示數(shù)為6V；
因?yàn)榇��?lián)電路兩端電壓等于各部分電壓，所以燈泡兩端電壓U_L=18V-6V=12V，
燈泡實(shí)際功率：P_實(shí)=U_LI′=12V×$\frac{2}{3}$A=8W．
故答案為：6；8．

點(diǎn)評 本題考查了串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點(diǎn)，以及歐姆定律的計(jì)算；關(guān)鍵是能分清開關(guān)閉合、斷開時(shí)，滑動變阻器處于不同位置時(shí)電路的串并聯(lián)情況．