Question

【题目】如图所示灯L标有“6V 3W”字样，滑动变阻器R2的最大电阻为12Ω，R1=12Ω，当开关S1闭合，S2、S3断开，滑片P滑至滑动变阻器a端时，灯L恰好正常发光．试求：

（1）电源电压是多少？
（2）灯L正常发光时的电流和电阻各是多少？
（3）当S1、S2、S3都闭合且滑动变阻器滑片P滑到R2中点时，电流表的示数和此时电路消耗的总功率各是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：当开关S1闭合，S2、S3断开，滑片P滑至滑动变阻器a端时，电路为灯泡L的简单电路，因为L正常发光，所以电源的电压：U=U额=6V；

（2）解：L正常发光时，两端的电压UL=6V，功率为3W，

因为P=UI，所以通过的电流I实=I额=P额/U额=3W/6V=0.5A，因为I=U/R，

所以灯泡的电阻RL=U额/I额=6V/0.5A=12Ω；

（3）解：当开关S1 、S2 、S3都闭合且滑片滑到中点时，电阻R1、R2并联，

因为并联电路中各支路两端的电压相等，

所以两支路的电流分别为：I1 =U/R1=6V/12Ω=0.5A，I2=U/（R2/2）=6V/（12Ω/2）=1A，

因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，

所以电流表的示数：I=I1+I2=0.5A+1A=1.5A，

此时电路消耗的总功率：P总=UI=6V×1.5A=9W.

【解析】（1）S1闭合，S2、S3断开电路为灯泡L的简单电路，因为L正常发光，所以电源的电压：U=U额=6V；
（2）知道电压6V，功率为3W，因为P=UI，所以通过的电流I实=I额=P额/U额=3W/6V=0.5A，因为I=U/R，可求出灯丝的电阻；
（3）电流表的示数可根据并联电路等于各支路电流之和进行计算；电路消耗的总功率可根据P总=UI进行计算.
【考点精析】通过灵活运用电功的计算和电功计算公式的应用，掌握电功计算公式：W=UIt（式中单位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒）；利用W=UIt计算电功时注意：①式中的W.U.I和t是在同一段电路； ②计算时单位要统一；③已知任意的三个量都可以求出第四个量．计算电功还可用以下公式：W=I2Rt ；W=Pt；W=U2 /R*t即可以解答此题．