Question

18．如圖所示的電路中，小燈泡L上標有“6V，6W”字樣（忽略溫度對燈絲電阻的影響）
（1）求小燈泡正常發(fā)光時的電流和電阻；
（2）若電源電壓未知但恒定不變，閉合開關S₁、斷開開關S₂，滑動變阻器的滑片從一處滑到另一處時，電壓表的示數(shù)由6V變化到2V，電流表的示數(shù)變化了0.4A，當滑動變阻器的滑片滑到某一位置時，小燈泡恰好正常發(fā)光，則R₀此時的電功率是多少？

Answer 1

分析 （1）由銘牌可知燈泡的額定電壓和額定功率，燈泡正常發(fā)光，根據(jù)I=$\frac{P}{U}$求出正常發(fā)光時的電流，根據(jù)歐姆定律求出電阻；
（2）當閉合開關S₁、斷開開關S₂時，燈泡L與滑動變阻器、電阻R₀串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓；根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點判斷兩電表對應的示數(shù)，再根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律結合電源的電壓不變得出等式，求出電阻R₀的阻值；
當滑動變阻器的滑片滑到某一位置時，小燈泡恰好正常發(fā)光，此時電路中電流為額定電流，利用P=I²R求R₀此時的電功率．

解答 解：
（1）小燈泡正常發(fā)光時U_L=6V，P_L=6W，則
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{6W}{6V}$=1A，
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$$\frac{6V}{1A}$=6Ω．
（2）當閉合開關S₁、斷開開關S₂時，燈泡L與滑動變阻器、電阻R₀串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，

根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點可知，當滑動變阻器的滑片從一處（a）滑到另一處（b）時，U₁=6V變?yōu)閁₁′=2V，
則電路中的電流由I_a變?yōu)镮_b=I_a+0.4A；
因電源的電壓不變，
所以U=U₁+I_a（R_L+R₀）=U₁′+I_b（R_L+R₀）
即：6V+I_a（6Ω+R₀）=2V+（I_a+0.4A）×（6Ω+R₀），
4V+I_a（6Ω+R₀）=I_a×（6Ω+R₀）+0.4A×（6Ω+R₀），
4V=0.4A×（6Ω+R₀），
解得：R₀=4Ω，
當滑動變阻器的滑片滑到某一位置時，小燈泡恰好正常發(fā)光，此時電路中電流I=1A，
則R₀此時的電功率：
P₀=I²R₀=（1A）²×4Ω=4W．
答：（1）求小燈泡正常發(fā)光時的電流和電阻分別為1A、6Ω；
（2）R₀此時的電功率是4W．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點、歐姆定律、電功率公式的綜合應用，難點在第二問，正確分析電路特點，根據(jù)電源電壓不變列出等式求出R₀的阻值是關鍵．