Question

（2012?西城区）在图所示电路中，电源两端电压不变，标有“6V 3W”字样的小灯泡灯丝电阻不变．当开关S闭合、滑动变阻器R₂的滑片P滑到A端时，电流表的示数为0.6A，小灯泡正常发光．求：
（1）定值电阻R₁．
（2）当开关S断开，电压表的示数为1.2V时，滑动变阻器R₂接入电路的电阻值．
（3）当开关S断开，电压表的示数为3.6V时，电路消耗的总电功率P_总．

Answer 1

分析：（1）分析电路图，画出开关S闭合时的等效电路图，由并联电路的特点求出电阻R₁两端的电压与流过电阻R₁的电流，然后由欧姆定律求出电阻R₁的阻值，求出电源电压；
（2）分析电路图，画出开关S断开时的等效电路图，根据串联电路的特点及欧姆定律，求出电路电流，然后由欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的电阻值；
（3）分析电路图，画出开关S断开时的等效电路图，根据串联电路的特点及欧姆定律求出电路电流，然后由功率公式求出电路消耗的总功率．

解答：解：（1）关S闭合时的等效电路图如图一所示；灯泡正常发光，
则灯泡两端的电压为额定电压U=U_L=6V，
流过灯泡的电流I_L=

PL

UL

=

3W

6V

=0.5A，
灯泡电阻R_L=

UL

IL

=

6V

0.5A

=12Ω，
流过电阻R₁的电流I₁=I-I_L=0.6A-0.5A=0.1A，
电阻R₁的阻值R₁=

U

I1

=

6V

0.1A

=60Ω；
答：定值电阻R₁的阻值是60Ω．
（2）开关S断开时，等效电路图如图二所示，
由串联特点可知，灯泡两端的电压U_L′=U-U₂=6V-1.2V=4.8V，
流过电路电流I′=I_L′=

UL′

RL

=

4.8V

12Ω

=0.4A，
滑动变阻器R₂接入电路的电阻值R₂=

U2

I′

=

1.2V

0.4A

=3Ω，
答：滑动变阻器R₂接入电路的电阻值3Ω．
（3）开关S断开时，等效电路图如图二所示，
由串联特点可知，灯泡两端的电压U_L′′=U-U₂=6V-3.6V=2.4V，
流过电路电流I′′=I_L′′=

UL′′

RL

=

2.4V

12Ω

=0.2A，
电路消耗的总电功率P_总=UI′′=6V×0.2A=1.2W，
答：电路消耗的总电功率1.2W．

点评：本题考查了电阻与功率的计算，分析电路结构，画出等效电路图是正确解题的前提以基础，灵活应用串并联电路的特点、欧姆定律、功率公式及其变形公式，是正确解题的关键．