Question

6．如圖1所示，燈泡L標(biāo)有“6V，3W”字樣，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為12Ω，當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁、S₂閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片P滑到最右端時(shí)，小燈泡恰好正常發(fā)光．（不考慮燈絲電阻隨溫度的變化）

（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁閉合、S₂斷開(kāi)、滑片移到變阻器的最左端時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率是多少？
（2）求滑動(dòng)變阻器的滑片滑至中點(diǎn)時(shí)電路中的總電流．（提示：此時(shí)電路可等效為圖2電路，圖2電路中的總電阻的計(jì)算方法如下：首先計(jì)算出R₁與R₂并聯(lián)后的總電阻記為R₁₂，則電路的總電阻為R_總=R₁₂+R₃）．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁、S₂閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片P移到最右端時(shí)，分析此時(shí)的電路連接方式，然后根據(jù)并聯(lián)電路中的電壓規(guī)律可得電源電壓；已知燈泡額定電壓和額定功率，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$即可求出燈泡的電阻；
當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁閉合、S₂斷開(kāi)，滑片P移到變阻器的最左端時(shí)，分析此時(shí)電路的連接方式，然后根據(jù)歐姆定律求出燈泡中的電流，由P=I²R計(jì)算燈泡的實(shí)際功率；
（2）由圖2知電路的連接方式，根據(jù)電路特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算電路中的電流．

解答 解：
（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁、S₂閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片P移到最右端時(shí)，R和L并聯(lián)，又因?yàn)闊襞菡�常發(fā)光，所以U_電源=U_額=6V；
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得：
R_L=$\frac{{{U}_{額}}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω，
當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁閉合、S₂斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器的滑片移到最左端時(shí)，R和L串聯(lián)；
電路的總電阻：R_總=R+R_L=12Ω+12Ω=24Ω，
I_L=I=$\frac{U}{{R}_{總}(cāng)}$=$\frac{6V}{24Ω}$=0.25A，
所以小燈泡的實(shí)際功率：
P_L=I_L²R_L=（0.25A）²×12Ω=0.75W；
（2）滑動(dòng)變阻器的滑片滑至中點(diǎn)時(shí)，燈泡與滑動(dòng)變阻器的$\frac{1}{2}$并聯(lián)再與滑動(dòng)變阻器的$\frac{1}{2}$串聯(lián)，等效電路如果圖2，R₁與R₂并聯(lián)再與R₃串聯(lián)，
所以電路的總電阻：
R_總=R₁₂+R₃）=$\frac{{R}_{1}{R}_{2}}{{R}_{1}+{R}_{2}}$+R₃
=$\frac{12Ω×6Ω}{12Ω+6Ω}$+6Ω
=10Ω，
由歐姆定律可得電路中的電流：
I=$\frac{U}{{R}_{總}(cāng)}$=$\frac{6V}{10Ω}$=0.6A．
答：（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁閉合、S₂斷開(kāi)、滑片移到變阻器的最左端時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率是0.75W；
（2）滑動(dòng)變阻器的滑片滑至中點(diǎn)時(shí)電路中的總電流為0.6A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)和并聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律以及電功率公式的靈活運(yùn)用，解題的關(guān)鍵是正常識(shí)別電路．