Question

【题目】如图所示，电源电压和小灯泡L电阻不变，小灯泡L标有“6V 6W”字样，滑动变阻器阻值变化范围为0～18Ω．当开关S1、S2、S3都闭合时，小灯泡L正常发光，电流表的示数为1.5A．求：
（1）小灯泡L正常发光时的电阻；
（2）通电5min电流通过R1产生的热量；
（3）当S1闭合，S2、S3断开，小灯泡功率的变化范围．

Answer 1

【答案】
（1）根据P= 可知：小灯泡的电阻RL= = =6Ω

答：小灯泡L正常发光时的电阻为6Ω

（2）当开关S1、S2、S3都闭合时，灯泡与R1的并联，

由于灯L正常发光，则电源电压为U=UL额=6V；

此时通过灯泡的电流IL= = =1A；

由并联电路的电流规律可知，通过R1的电流I1=I﹣IL=1.5A﹣1A=0.5A；

通电5min电流通过R1产生的热量：W1=UI1t=6V×0.5A×5×60s=900J

答：通电5min电流通过R1产生的热量为900J

（3）当S1闭合，S2、S3断开时，灯泡与滑动变阻器串联，当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路为灯泡的简单电路，此时灯泡实际功率最大，最大为6W．

当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，灯泡实际功率最小，

由欧姆定律可得，电路中的最小电流：Imin= = =0.25A，

则灯泡的最小实际功率：PLmin=（Imin）2RL=（0.25A）2×6Ω=0.375W，

即小灯泡功率的变化范围为0.375W～6W

答：当S1闭合，S2、S3断开，小灯泡功率的变化范围为0.375W～6W

【解析】（1）已知灯泡的额定电压和额定功率，根据公式R= 求出灯泡的电阻；（2）当开关S1、S2、S3都闭合，灯泡与R1并联，滑动变阻器被短路，小灯泡L正常发光，所以电源电压为6V，已知灯泡的额定电压和额定功率，根据公式P=UI可求正常工作时的电流，电流表测量干路电流，通过R1的电流等于总电流减去通过灯泡的电流，根据公式W=UIt可求通电5min电流通过R1产生的热量．（3）当S1闭合，S2、S3断开，灯泡与滑动变阻器串联，当滑片在最左端时，灯泡正常发光，实际功率为额定功率，当滑片在最右端时，滑动变阻器接入电路的电阻为18Ω，根据公式P=UI求出此时电路的电流，再利用公式P=I2R求出此时灯泡的实际功率．从而求出灯泡电功率的变化范围．
【考点精析】解答此题的关键在于理解欧姆定律及其应用的相关知识，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），以及对电功率的计算公式的理解，了解计算电功率公式：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．