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    3．寒寒在学习了滑动变阻器的原理后，用铅笔芯代替电阻线制作了一盏实验台灯．如图所示是台灯的原理图，AB表示铅笔芯，P是滑片，寒寒选择的小灯泡L上标有“6V 3W”的字样．闭合开关S后，把滑片P移到A端时，小灯泡正常发光；把滑片P移到B端时，电流表的示数为0.2A．（小灯泡的阻值不随温度变化）求：
    （1）小灯泡正常发光时电流表的示数？
    （2）铅笔芯的最大阻值？
    （3）滑片P移到B端后通电2min，求这2min内电流通过灯泡所做的功．

    分析 （1）当滑片P移到A端时，电路为灯泡L的简单电路，根据灯泡正常发光是的电压和额定电压相等可知电源的电压，根据P=UI可求电路中电流表的示数；
    （2）根据欧姆定律求出灯泡的电阻，当滑片P移到B端时，灯泡与变阻器的最大阻值串联，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出变阻器的最大阻值；
    （3）根据W=UIt=I2Rt求出滑片P移到B端后通电2min电流通过灯泡所做的功．

    解答 解：（1）当滑片P移到A端时，电路为灯泡L的简单电路，
    因小灯泡正常发光，
    所以，电源的电压U=UL=6V，
    由P=UI可得，电路中电流表的示数：
    I=IL=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A；
    （2）由I=$\frac{U}{R}$可得，灯泡的电阻：
    RL=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，
    当滑片P移到B端时，灯泡与变阻器的最大阻值串联，电流表测电路中的电流，
    则电路中的总电阻：
    R=$\frac{U}{I′}$=$\frac{6V}{0.2A}$=30Ω，
    因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
    所以，铅笔芯的最大阻值：
    RAB=R-RL=30Ω-12Ω=18Ω；
    （3）滑片P移到B端后通电2min，电流通过灯泡所做的功：
    WL=ULI′t=（I′）2RLt=（0.2A）2×12Ω×2×60s=57.6J．
    答：（1）小灯泡正常发光时电流表的示数为0.5A；
    （2）铅笔芯的最大阻值为18Ω；
    （3）滑片P移到B端后通电2min，这2min内电流通过灯泡所做的功为57.6J．

    点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电功公式的应用，要注意灯泡正常发光时的电压和额定电压相等．

    练习册系列答案
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