Question

（2011•定西）如图所示电路中，灯L标有“6V 3W”字样，S为单刀双掷开关，电源电压为9V且恒定不变，电

Answer 1

解题思路：（1）当S接a时，滑动变阻器与灯泡串联，灯泡正常发光时两端的电压和额定电压相等，根据串联电路的电流特点和P=UI求出此时电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出R₁两端的电压，利用欧姆定律求出此时电阻R₁的阻值；

（2）先根据欧姆定律求出灯泡的电阻，当S接b时，电阻R₂与灯泡串联，根据串联电路的电阻特点和欧姆定律求出电路中的电流，利用焦耳定律求出电阻R₂通电1min产生的热量；

（3）根据P=UI分别求出S接a与接b两种情况下电路消耗的总功率，进一步求出两者的比值．

（1）当S接a时，滑动变阻器与灯泡串联，灯泡正常发光时的电压为6V，功率为3W，

∵串联电路中各处的电路相等，

∴根据欧姆定律可得，电路中的电流：

I₁=I_L=

PL

UL=[3W/6V]=0.5A，

∵串联电路中的总电压等于各分电压之和，

∴滑动变阻器两端的电压：

U₁=U-U_L=9V-6V=3V，

此时电阻R₂的阻值：

R₁=

U1

I1=[3V/0.5A]=6Ω；

（2）灯泡的电阻：

R_L=

UL

I1=[6V/0.5A]=12Ω，

当S接b时，电阻R₂与灯泡串联，

∵串联电路中的总电阻等于各分电阻之和，

∴电路中的电流：

I₂=[U

RL+R2=

9V/12Ω+18Ω]=0.3A，

电阻R₂通电1min产生的热量：

Q₂=I₂²R₂t=（0.3A）²×18Ω×60s=97.2J；

（3）S接a与接b两种情况下，电路消耗的总功率之比：

Pa

Pb=

UI1

UI2=

I1

I2=[0.5A/0.3A]=[5/3]．

答：（1）当S接a时，调节滑动变阻器R₁的阻值，使灯L恰能正常发光，此时电阻R₂的阻值为6Ω；

（2）当S接b时，求电阻R₂通电1min产生的热量为97.2J；

（3）在上述S接a与接b两种情况下，电路消耗的总功率之比为5：3．

点评：

本题考点： 欧姆定律的应用；串联电路的电流规律；串联电路的电压规律；电阻的串联；电功率的计算；焦耳定律的计算公式及其应用．

考点点评： 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、焦耳定律的灵活应用，关键是知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等、实际功率和额定功率相等．