Question

【题目】某学习小组在实践活动中设计了调光台灯电路，用铅笔芯代替电阻线，模拟制作一盏实验台灯，如图所示是台灯的原理图，AB表示铅笔芯，P是滑片，L是标有“6V 3W”字样的小灯泡，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．（假设小灯泡的电阻不随温度变化）求：
①电源的电压；
②小灯泡的电阻；
③铅笔芯的最大阻值；
④当滑片P滑到B端时，小灯泡的实际功率．

Answer 1

【答案】①由电路图知，灯泡与铅笔芯RAB串联，电流表测电路中电流，
当P在A端时，电路为灯泡的简单电路，此时灯泡正常发光，
所以电源电压：U=U额=6V；
②由P= 可得，灯泡电阻：
RL= = =12Ω；
③滑片P移到B端时，铅笔芯连入电路的阻值最大，此时电流为0.2A，
由欧姆定律可得电路的最大总电阻：
R最大= = =30Ω，
根据串联电路电阻的特点可得，铅笔芯的最大阻值：
RAB=R最大﹣RL=30Ω﹣12Ω=18Ω；
④由P=I2R可得此时灯泡的实际功率：
PL=I2RL=（0.2A）2×12Ω=0.48W．
答：①电源的电压为6V；②小灯泡的电阻为12Ω；③铅笔芯的最大阻值为18Ω；
④当滑片P滑到B端时，小灯泡的实际功率为0.48W．
【解析】①由图知灯泡与铅笔芯RAB串联，电流表测电路中电流，由P在A端时灯泡正常发光，可得电源电压；②由P= 计算灯泡电阻；③滑片P移到B端时，铅笔芯连入阻值最大，由串联电路特点和欧姆定律计算铅笔芯的最大阻值；④由P=I2R计算灯泡实际功率．
【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．