Question

14．如图所示电路中，灯泡L标有“6V  3W”字样，滑动变阻器最大阻值R₁=12Ω，先闭合S₁，将滑动变阻器滑片P滑至左端，此时灯泡L正常发光．问：
（1）电源电压是多大？
（2）保持上面滑动变阻器位置不变，再闭合S₂，电流表示数为0.8A，求R₂的电阻多大？
（3）断开S₂，当滑片P滑至右端时，灯泡L的实际功率是多大？

Answer 1

分析 （1）当闭合S₁、滑片P滑至左端时，电路为灯泡L的简单电路，根据额定电压下灯泡正常发光可知电源的电压；
（2）保持上面滑动变阻器位置不变，再闭合S₂时，灯泡L与电阻R₂并联，电流表测干路电流，根据P=UI求出通过L的电流，根据并联电路的电流特点求出通过R₂的电流，利用并联电路的电流特点和欧姆定律求出R₂的电阻；
（3）根据欧姆定律求出灯泡的电阻，断开S₂，当滑片P滑至右端时，灯泡L与R₁的最大阻值串联，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，利用P=I²R求出灯泡L的实际功率．

解答 解：（1）当闭合S₁、滑片P滑至左端时，电路为灯泡L的简单电路，
因额定电压下灯泡正常发光，
所以，电源的电压U=U_L=6V；
（2）保持上面滑动变阻器位置不变，再闭合S₂时，灯泡L与电阻R₂并联，电流表测干路电流，
由P=UI可得，通过L的电流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过R₂的电流：
I₂=I-I_L=0.8A-0.5A=0.3A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，R₂的电阻：
R₂=$\frac{U}{{I}_{2}}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω；
（3）灯泡的电阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，
断开S₂，当滑片P滑至右端时，灯泡L与R₁的最大阻值串联，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流：
I′=$\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{1}}$=$\frac{6V}{12Ω+12Ω}$=0.25A，
灯泡L的实际功率：
P_L′=（I′）²R_L=（0.25A）²×12Ω=0.75W．
答：（1）电源电压是6V；
（2）R₂的电阻为20Ω；
（3）断开S₂，当滑片P滑至右端时，灯泡L的实际功率是0.75W．

点评 本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是电路连接方式的判断和知道额定电压下灯泡正常发光．