如图所示,小灯泡L标有“6V 1.5W”字样,R2为阻值未知的定值电阻器,电源电压为12V保持不变

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  • 解题思路:分析电路图时,先简化电路,把电流表看作导线,把电压表看作开路,只分析用电器的连接方式.

    (1)开关S1闭合,S2断开,滑动变阻器R1的滑片在它的中点时,灯L与R1′串联接在电源上,因为灯正常工作,据灯的铭牌求出此时的电流和灯丝电阻,再利用欧姆定律和串联电路的电阻关系求总电阻、滑动变阻器的最大电阻;

    (2)开关S1闭合,S2断开,滑动变阻器R1的滑片P移到最左端时,R1与L串联接在电源上,知道并联支路两端的电压,求出总电阻、总电流,利用P=I2R,求灯的实际功率;

    (3)保持滑动变阻器R1的滑片P在左端不动,开关S1、S2均闭合,L被短路,只有R1、R2并联接在电源上,电流表的示数为干路上的电流,利用欧姆定律和并联电路的电流关系求I1、I2、R2

    (1)当S1闭合、S2断开,P在R1中点时,等效电路如图所示,灯L与R1′串联接在电源上,

    ∵灯正常工作,

    ∴I=

    PL

    UL=[1.5W/6V]=0.25A,RL=

    U2L

    PL=

    (6V)2

    1.5W=24Ω,R=[U/I]=[12v/0.25A]=48Ω,

    ∵R1′=[1/2]R1=R-RL=48Ω-24Ω=24Ω,

    ∴R1=24Ω×2=48Ω.

    (2)S1闭合、S2断开,P在R1最左端时(等效电路如图所示),R1与L串联接在电源上,

    R′=R1+RL=48Ω+24Ω=72Ω,

    此时该支路上的电流I′=[U

    R串=

    12V/72Ω]=[1/6]A,

    L的实际功率为PL′=(I′)2RL=([1/6]A)2×24Ω=0.67W.

    (3)P在R1最左端,S1、S2均闭合时,等效电路如图所示,L被短路,只有R1、R2并联接在电源上,

    电流表的示数为干路上的电流,

    ∵I1=[U

    R1=

    12V/48Ω]=0.25A,

    I2=I-I1=1.25A-0.25A=1A,

    ∴R2=[U

    I2=

    12V/1A]=12Ω.

    答:(1)滑动变阻器R1的最大阻值为48Ω;

    (2)小灯泡这时的实际功率为0.67W;

    (3)R2的阻值为12Ω.

    点评:

    本题考点: 电路的简化与计算;并联电路的电流规律;等效电路;串联电路和并联电路的辨别;并联电路的电压规律;欧姆定律的应用;电功率的计算.

    考点点评: 本题综合性较强,考查的内容较多:会辨别串、并联,会利用灯的铭牌,会用欧姆定律计算,会用电功率公式计算,知道串、并联电路特点.涉及到画等效电路图简化电路,属于难题.

    本题难点在第二问,要用到电功率的一个变形公式:P=I2R求解.需要注意的是:P=I2R和P=U2R这两个公式在电功率计算题里要经常用到.