Question

在如图所示电路中，电源两端电压和标有“6V 3W”字样的小灯泡灯丝电阻均保持不变．当开关S闭合、滑动变阻器R2

Answer 1

解题思路：（1）开关S闭合时，电阻R₁和灯泡L并联，灯泡正常发光；已知灯泡的额定电压和额定功率，根据I=[P/U]求出通过灯泡的电流，则有U=U_R=U_L，I_R=I-I_L，再利用R₁=

U

R

I

R

求出定值电阻R₁的大小；

（2）开关S断开时，灯泡和滑动变阻器串联，电压表与滑动变阻器并联；已知电源电压和电压表的示数，根据电源电压等于各部分电压之和求出灯泡两端电压，再利用欧姆定律求出电路中的电流，最后根据R=[U/I]求出滑动变阻器R₂的电阻值；

（3）开关S断开时，灯泡和滑动变阻器串联，电压表与滑动变阻器并联；根据电源电压等于各部分电压之和求出灯泡两端电压，再利用欧姆定律求出电路中的电流，最后根据P=UI求出电路消耗的总电功率．

已知：U_L=6V，P_L=3W，I=0.75A

求：R₁，R₂，P_总

（1）开关S闭合，滑片在a端时，灯泡和定值电阻并联，则U=U_R=U_L，

通过灯泡中的电流：IL＝

PL

UL＝

3W

6V=0.5A，

通过电阻中的电流：I_R=I-I_L=0.75A-0.5A=0.25A，

定值电阻：R1＝

UR

IR＝

6V

0.25A=24Ω；

（2）灯泡两端的电压：U₁=U-U₂=6V-1.2V=4.8V，

灯泡的电阻：RL＝

U2L

PL=[6V×6V/3W]=12Ω，

电路中的电流：I₁=

U1

RL=[4.8V/12Ω]=0.4A，

滑动变阻器R₂的电阻值：R₂=

U2

I1=[1.2V/0.4A]=3Ω．

（3）灯泡两端的电压：U₁′=U-U₂′=6V-3.6V=2.4V，

电路中的电流：I₁′=

U1′

RL＝

2.4V

12Ω=0.2A，

电路中消耗的总电功率：P_总=UI₁′=6V×0.2A=1.2W．

答：（1）定值电阻R₁为24Ω；

（2）当开关S断开，电压表的示数为1.2V时，滑动变阻器R₂的电阻值为3Ω；

（3）当开关S断开，电压表的示数为3.6V时，电路消耗的总电功率P_总为1.2W．

点评：

本题考点： 欧姆定律的应用；串联电路的电流规律；并联电路的电流规律；串联电路的电压规律；并联电路的电压规律；电功率的计算．

考点点评： 会识别串并联电路，会根据串并联电路的电压和电流规律计算电压值和电流值，会熟练应用欧姆定律的计算公式和电功率的计算公式．