Question

（2005•云浮）如图所示，电源电压12V保持不变，小灯泡L的规格为”6V 3W”，滑动变阻器的最大阻值为12

Answer 1

解题思路：（1）知道灯的铭牌，可以知道灯的额定电压和额定功率，利用P=

U

2

R

求灯丝电阻，当S₁、S₂都断开时，R₁、L串联，先根据灯正常工作，求出灯正常工作时的电流（电路中的电流），再求出R₁两端的电压，根据欧姆定律求R₁的阻值；最后利用焦耳定律求在10min内电流通过R₁所产生的热量；

（2）分析电路图，当S₁、S₂均闭合时，L短路，R₁、R₂并联，电流表测量的是干路中的电流，知道电源电压，求出通过R₁中的电流I₁′，要使电流表安全使用，通过R₂的电流不能超过I-I₁′，再利用P=UI求R₁消耗的电功率．

（1）小灯泡的电阻：

R_L=

U2额

P额=

(6V)2

3W=12Ω，

当S₁、S₂都断开时，R₁、L串联，

∵灯正常发光，

∴U_L=6V，P_L=P_额=3W，

此时电路中的电流：

I=I_L=

PL

UL=[3W/6V]=0.5A，

∵U₁=U-U_L=12V-6V=6V，

∴R₁=

U1

I=[6V/0.5A]=12Ω，

Q₁=I²R₁t=（0.5A）²×12Ω×10×60s=1800J；

（2）当S₁、S₂均闭合时，L短路，R₁、R₂并联，电流表测量的是干路中的电流，此时R₁中的电流：

I₁′=

U′1

R1=[12V/12Ω]=1A，

要使电流表安全使用，通过R₂的电流不能超过：

I₂=I-I₁′=3A-1A=2A，

所以R₂的阻值不能小于：

R₂=[U

I2=

12V/2A]=6Ω，

此时R₁消耗的电功率为：

P₁′=UI₁′=12V×1A=12W．

答：（1）R₁的阻值为12Ω，在10min内电流通过R₁所产生的热量是1800J；

（2）当开关S₁、S₂均闭合时，要使电流表安全使用，滑动变阻器接入电路的阻值不得小于6Ω，此时R₁消耗的电功率是12W．

点评：

本题考点： 电功率的计算；欧姆定律的应用；电路的动态分析；焦耳定律的计算公式及其应用．

考点点评： 本题考查了学生对串并联电路的特点、欧姆定律、焦耳定律、电功率公式的掌握和运用，能分析电路图得出当S1、S2都断开和当S1、S2均闭合时的电路组成是本题的突破口，灵活选用公式计算是关键．