Question

【题目】如图所示的电路中，电源电压和灯泡和L的电阻均保持不变，灯泡L上标有“10V 10W”字样，当滑动变阻器R的滑片P位于a端，闭合S1、断开S2时，灯L两端的实际电压为额定电压的 ；当滑动变阻器R的滑片P位于b端时，闭合开关S1、S2时，电流表示数为2.4A．
（1）灯L正常发光时的电阻；
（2）电源电圧和滑动变阻器的最大阻值；
（3）第二种情况下，滑动变阻器消耗的功率．

Answer 1

【答案】
（1）解：由P=UI= 可得，灯L正常发光时的电阻：

RL= = =10Ω

答：灯L正常发光时的电阻为10Ω

（2）解：当滑动变阻器R的滑片P位于a端，闭合S1、断开S2时，灯泡L与滑动变阻器的最大阻值串联，

由题意可知，灯泡两端的电压：

UL′= UL= ×10V=6V，

因串联电路中各处的电流相等，

所以，电路中的电流：

I= = =0.6A，

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

所以，由I= 可得，电源的电压：

U=I（R+RL）=0.6A×（R+10Ω）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①

当滑动变阻器R的滑片P位于b端时，闭合开关S1、S2时，灯泡L与滑动变阻器的最大阻值并联，电流表测干路电流，

因并联电路中各支路两端的电压相等，且干路电流等于各支路电流之和，

所以，干路电流表的示数：

I= + ，即 + =2.4A﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②

由①②可得，R=10Ω，U=12V

答：电源电圧为12V，滑动变阻器的最大阻值为10Ω

（3）解：第二种情况下滑动变阻器消耗的功率：

PR= = =14.4W

答：第二种情况下，滑动变阻器消耗的功率为14.4W

【解析】（1）灯泡正常发光时的功率和额定功率相等，根据P=UI= 求出灯泡的电阻；（2）当滑动变阻器R的滑片P位于a端，闭合S1、断开S2时，灯泡L与滑动变阻器的最大阻值串联，根据题意求出灯泡两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流，根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压；当滑动变阻器R的滑片P位于b端时，闭合开关S1、S2时，灯泡L与滑动变阻器的最大阻值并联，电流表测干路电流，根据并联电路的特点和欧姆定律表示出干路电流，联立等式求出电源的电压和滑动变阻器的最大阻值；（3）根据P=UI= 求出第二种情况下滑动变阻器消耗的功率．
【考点精析】本题主要考查了欧姆定律及其应用和电功率的计算公式的相关知识点，需要掌握欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）；计算电功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中单位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）计算电功率还可用公式：P=I2R和P= U2/R才能正确解答此题．