Question

【题目】图示电源电压恒定不变，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，定值电阻R2=30Ω，灯泡L标有“6V 3.6W”字样，且电阻不变．当滑动变阻器滑片滑到最左端，只闭合S1时，灯L刚好正常发光．求：
（1）灯泡工作时的电阻；
（2）当S1断开、S2闭合时，将滑动变阻器的滑片滑到最右端，R2在5min内做的电功是多少？
（3）该电路工作时能消耗的最大功率是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：当滑动变阻器滑片滑到最左端，只闭合S1时，电路为灯泡的基本电路；由于灯泡正常发光，因此电源电压为6V；由P= 可得，灯泡工作时的电阻：RL= = =10Ω；
（2）解：当S1断开、S2闭合时，R2与滑动变阻器串联；

当滑动变阻器的滑片滑到最右端时，电路中的电流：I= = =0.12A；

R2在5min内做的电功：W=I2R2t=（0.12A）2×30Ω×5×60s=129.6J；

（3）解：当S1、S2均闭合，滑片在最左端时，电路中的总电阻最小，即R最小= = =7.5Ω；

电路的最大功率：P最大= = =4.8W．

【解析】当滑动变阻器滑片滑到最左端，只闭合S1时，电路为灯泡的基本电路，根据灯泡正常发光求出电源电压．（1）由灯泡铭牌可以找出灯泡的额定电压与额定功率，由R= 求出灯泡的阻值；（2）当S1断开、S2闭合时，R2与滑动变阻器串联，先根据欧姆定律求出电路电流，然后根据W=I2Rt求出R2在5min内做的电功；（3）根据P=UI可知，电源电压一定，当电路电阻最小时，电路的总功率最大，由电路图判断电路电阻最小，即电路总功率最大的条件，然后由并联电路特点及功率公式P= 求出电路的最大功率．
【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．