Question

如圖所示，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在a端時(shí)，電壓表的示數(shù)是 6伏，電流表的示數(shù)為0.6安．在滑片P從a端滑向b端的過程中，燈的亮度將______．當(dāng)滑片P在b端時(shí)，電壓表的示數(shù)是______，電流表的示數(shù)______．若滑動(dòng)變阻器的總電阻為18歐，電源電壓為12伏，燈L上標(biāo)有“6V 3W“的字樣．調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使燈L正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率是______瓦．

Answer 1

【答案】分析：由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器Pb部分并聯(lián)后與aP部分串聯(lián)，電流表測通過Pb部分的電流，電壓表測并聯(lián)部分的電壓；
（1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在a端時(shí)，燈泡與滑動(dòng)變阻器的最大阻值并聯(lián)，電壓表測電源的電壓，電流表測通過滑動(dòng)變阻器的電流；
（2）當(dāng)滑片P從a端滑向b端的過程中，并聯(lián)部分的電阻變小，根據(jù)串聯(lián)電路電阻的分壓特點(diǎn)可知燈泡兩端的電壓變化，根據(jù)P=可知燈泡實(shí)際功率的變化，再根據(jù)燈泡的亮暗取決于實(shí)際功率的大小判斷燈泡亮度的變化；
（3）當(dāng)滑片P在b端時(shí)，燈泡和電壓表被短路，電路為滑動(dòng)變阻器最大阻值的簡單電路，此時(shí)其兩端的電壓為電源的電壓，根據(jù)歐姆定律可知電流表的示數(shù)；
（4）根據(jù)燈泡的銘牌求出燈泡的電阻，再根據(jù)串聯(lián)電路電阻的分壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器與燈泡并聯(lián)部分的電阻和串聯(lián)部分的電阻，根據(jù)P=求出這兩部分消耗的電功率，進(jìn)一步求出滑動(dòng)變阻器消耗的電功率．
解答：解：等效電路圖如圖所示：

（1）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在a端時(shí)，燈泡與滑動(dòng)變阻器的最大阻值并聯(lián)，電壓表測電源的電壓．
（2）當(dāng)滑片P從a端滑向b端的過程中，R_Pb變下、R_aP變大，
∵電阻越并越小，小于任何一個(gè)分電阻，
∴燈泡與R_Pb并聯(lián)部分的總電阻變小，
∵串聯(lián)電路電阻越大分得的電壓越大，反之越小，
∴燈泡兩端的電壓變小，
∵P=，且燈泡的亮暗取決于實(shí)際功率的大小，
∴燈泡的實(shí)際功率變小，燈泡變暗．
（3）當(dāng)滑片P在b端時(shí)，燈泡和電壓表被短路，電路為滑動(dòng)變阻器最大阻值的簡單電路，
∴電壓表的示數(shù)為0；
∵電源的電壓不變，且此時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值最大，
∴根據(jù)I=可知：此時(shí)通過滑動(dòng)變阻器的電流與當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在a端時(shí)的電流相等，即電流表的示數(shù)為0.6A．
（4）燈泡的電阻R_L===12Ω，
∵燈泡正常工作，
∴并聯(lián)部分的電壓U_并=U_L=6V，
∴U_aP=U-U_并=12V-6V，
∵U=IR，
∴R_aP=R_并=，即18Ω-R_pb=，
整理可得：R_Pb²+6R_Pb-216=0，
解得：R_Pb=12Ω，R_Pb=-18Ω（舍掉）
∴R_aP=6Ω，
∴滑動(dòng)變阻器的總功率為P=+=+=9W．
故答案為：變暗；0V；0.6A；9W．
點(diǎn)評：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和并聯(lián)電路的特點(diǎn)以及歐姆定律、電功率公式的靈活運(yùn)用，關(guān)鍵是電路元件串并聯(lián)的判斷，難點(diǎn)是電路的動(dòng)態(tài)分析．