Question

（2013•沈阳一模）如图所示，电源电压U保持不变，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω．当S闭合、S1断开，P在b端时，灯

Answer 1

解题思路：（1）S闭合、S₁断开，P在b端时，灯泡L与电阻R₂串联，已知灯泡功率及电路电流，由功率公式的变形公式可求出灯泡的电阻，由串联电路特点及欧姆定律可以求出电源电压；

（2）当S、S₁均闭合，P在a端时，灯泡L与电阻R₁并联，电流表测干路电流，由欧姆定律及并联电路的特点求出流过电阻R₁的电流，然后由欧姆定律求出电阻R₁的阻值．

（3）由电路图可知，当S、S₁均闭合，P在a端时，滑动变阻器接入电路的阻值为零，灯泡与电阻R₁并联接在电源两端，由电功率公式及电功公式可以求出灯的实际功率计消耗的电能．

（1）∵P=I²R，

∴灯泡电阻R_L=

PL

I2=[0.4W

(0.2A)2=10Ω，

∵P=UI，

∴灯泡两端的电压U_L=

PL/I]=[0.4W/0.2A]=2V，

∵I=[U/R]，

∴滑动变阻器两端电压U₂=IR_2最大=0.2A×50Ω=10V，

电源电压U=U_L+U₂=2V+10V=12V；

（2）当S、S₁均闭合，P在a端时，

流过灯泡的电流I_L=[U

RL=

12V/10Ω]=1.2A，

流过电阻R₁的电流I₁=I′-I_L=1.5A-1.2A=0.3A，

∵I=[U/R]，

∴电阻R₁的阻值R₁=[U

I1=

12V/0.3A]=40Ω，

（3）当S、S₁均闭合，P在a端时，灯两端电压等于电源电压12V，

灯的实际功率P_L实=

U2

RL=

(12V)2

10Ω=14.4W；

灯在t=4min=240s内消耗的电能：

W=P_L实t=14.4W×240s=3456J；

答：（1）灯L的电阻是10Ω，电源电压是12V；

（2）电阻R₁的阻值是40Ω；

（3）当S、S₁均闭合，P在a端时，灯泡L的实际功率为14.4W，灯4min消耗的电能为3456J．

点评：

本题考点： 欧姆定律的应用；电功的计算．

考点点评： 本题考查电压、电阻、电流的计算，关键是欧姆定律及其变形的灵活运用，重点是串联电路电阻的规律和并联电路电流的规律，难点是知道开关断开与变化，以及滑片移动的过程中电路的变化情况．