解题思路:(1)当开关S1、S2、S3都闭合,灯泡与R1的并联,滑动变阻器被短路,小灯泡L正常发光,所以电源电压为6V,已知灯泡的额定电压和额定功率,根据公式I=[P/U]可求正常工作时的电流,电流表测量干路电流,通过R1的电流等于总电流减去通过灯泡的电流,根据公式R=[U/I]可求R1的阻值,根据公式W=UIt可求通电10min电流通过R1做的功.
(2)当S1闭合,S2、S3断开,灯泡与滑动变阻器串联,当滑片在最左端时,灯泡正常发光,实际功率为额定功率,当滑片在最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻为12Ω,根据公式I=[P/U]求出此时电路的电流,已知灯泡的额定电压和额定功率,根据公式R=
U
2
P
求出灯泡的电阻,再利用公式P=I2R求出此时灯泡的实际功率.从而求出灯泡电功率的变化范围.
(1)灯泡正常工作时的电流IL=[P/U]=[3W/6V]=0.5A,
通过R1的电流I1=I-IL=0.8A-0.5A=0.3A,
所以R1的阻值R1=[U
I1=
6V/0.3A]=20Ω,
通电10min电流通过R1做的功W=UI1t=6V×0.3A×10×60s=1080J.
答:R1的阻值为20Ω,通电10min电流通过R1做的功为1080J.
(2)灯泡的电阻RL=
U2
P=
(6V)2
3W=12Ω,
当滑动变阻器的滑片滑到最左端时,滑动变阻器接入电路电阻为0,灯泡正常发光,电功率为额定功率,为3W,
当滑动变阻器的滑片滑到最右端时,滑动变阻器接入电路电阻为12Ω,灯泡与滑动变阻器串联,此时电路电流I串=[U
RL+R2=
6V/12Ω+12Ω]=0.25A,
灯泡的实际功率为P实=I串2RL=(0.25A)2×12Ω=0.75W.
所以小灯泡功率的变化范围为0.75W~3W.
答:小灯泡功率的变化范围为0.75W~3W.
点评:
本题考点: 电功的计算;串联电路的电流规律;并联电路的电流规律;电功率的计算.
考点点评: 本题考查电阻、电功和电功率的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是明白开关断开与闭合时电路的连接情况,这也是本题的重点,还要知道串、并联电路电流的规律.