Question

3．如圖所示，電源電壓恒為6V，小燈泡L的額定功率是6W，滑動(dòng)變阻器R的最大阻值是20Ω，燈絲的電阻隨溫度的變化而變化．閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P位于a端時(shí)，小燈泡正常發(fā)光．求：
（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流；
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻是5Ω時(shí)，電路中的電流是0.6A，此時(shí)小燈泡的電阻；
（3）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P位于b端時(shí)，電流表的示數(shù)為0.25A，通電1min，電流通過(guò)小燈泡做的功．

Answer 1

分析 （1）分析清楚電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)電路結(jié)構(gòu)求出燈泡兩端電壓，然后應(yīng)用電功率公式求出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流．
（2）應(yīng)用歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器兩端電壓，由串聯(lián)電路特點(diǎn)求出燈泡兩端電壓，然后應(yīng)用歐姆定律求出燈泡電阻．
（3）應(yīng)用歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器兩端電壓，由串聯(lián)電路特點(diǎn)求出燈泡兩端電壓，然后應(yīng)用電功公式求出電流通過(guò)小燈泡做的功．

解答 解：由圖示電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)燈泡兩端電壓；
（1）滑片置于a端時(shí)，只有燈泡接入電路，此時(shí)燈泡正常發(fā)光，
燈泡額定電壓等于電源電壓，由P=UI可知，
燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流：I=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{6W}{6V}$=1A；
（2）由I=$\frac{U}{R}$可知，滑動(dòng)變阻器兩端電壓：
U_滑=I₁R_滑=0.6A×5Ω=3V，
燈泡兩端電壓：U_L=U-U_滑=6V-3V=3V，
由I=$\frac{U}{R}$可知，此時(shí)燈泡電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{1}}$=$\frac{3V}{0.6A}$=5Ω；
（3）滑片P位于b端時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端電壓U_滑′=I′R_b′=0.25A×20Ω=5V，
根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和可得：
小燈泡兩端電壓U_L′=U-U_滑′=6V-5V=1V，
電流通過(guò)小燈泡做的功W=U_L′I′t=1V×0.25A×60s=15J．
答：（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流是1A．
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻是5Ω時(shí)，電路中的電流是0.6A，此時(shí)小燈泡的電阻是5歐姆．
（3）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P位于b端時(shí)，電壓表的示數(shù)是1V，通電1min，電流通過(guò)小燈泡做的功是15J．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道電學(xué)綜合題，分析清楚電路結(jié)構(gòu)，應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律、電功率公式可以解題．