题目内容
如图所示，灯泡L标有“12V 12W”字样，滑动变阻器最大阻值为R1，R2为24Ω，电源两端电压保持不变．当开关S1、S2、S3都闭合时，L恰能正常发光；若S1S2断开，S3闭合，改变滑片的位置，使滑动变阻器连入电路的阻值分别为| R1 | 4 |
求：（1）小灯泡正常发光时电流表的示数．
（2）S1、S2断开，S3合，滑片P在左端时，滑动变阻器消耗的功率．
分析：（1）由电路图可知，当开关S1、S2、S3都闭合时，电阻R3被短路，灯泡与电阻R2并联接在电源两端，电流表测干路电流，灯泡在额定电压下正常发光，由电功率公式P=UI的变形公式求出灯泡电流，根据题意求出电源电压，由欧姆定律与并联电路特点可以求出电流表示数．
（2）由欧姆定律求出灯泡电阻；分析清楚电路结构，由欧姆定律求出电流电流，由电功率公式求出滑动变阻器的功率，求出滑动变阻器消耗的功率．
（2）由欧姆定律求出灯泡电阻；分析清楚电路结构，由欧姆定律求出电流电流，由电功率公式求出滑动变阻器的功率，求出滑动变阻器消耗的功率．
解答：解：（1）当开关S1、S2、S3都闭合时，电阻R3被短路，灯泡与电阻R2并联接在电源两端，
灯泡正常发光，电源电压U=UL=12V，
∵P=UI，
∴通过灯泡的电流IL=
=
=1A，
通过电阻R2的电流：
I2=
=
=0.5A，
电流表示数IA=IL+I2=1A+0.5A=1.5A；
（2）∵I=
，
∴灯泡电阻RL=
=
=12Ω，
由电路图可知，若S1与S2断开、S3闭合时，灯泡与电阻R1串联，
滑动变阻器接入电路的阻值为
时电路电流I=
，
滑动变阻器功率P=I2
=(
)2
，
滑动变阻器阻值全部接入电路时，电路电流I′=
①，
滑动变阻器功率P′=I′2R1=(
)2R1 ②，P=P′③，
即(
)2
=(
)2R1，
即(
)2=4(
)2，
解得：R1=2RL=2×12Ω=24Ω，P′=2.67W；
答：（1）小灯泡正常发光时电流表的示数为1.5A．
（2）S1、S2断开，S3合，滑片P在左端时，滑动变阻器消耗的功率为2.67W．
灯泡正常发光，电源电压U=UL=12V，
∵P=UI，
∴通过灯泡的电流IL=
| PL |
| UL |
| 12W |
| 12V |
通过电阻R2的电流：
I2=
| U |
| R2 |
| 12V |
| 24Ω |
电流表示数IA=IL+I2=1A+0.5A=1.5A；
（2）∵I=
| U |
| R |
∴灯泡电阻RL=
| UL |
| IL |
| 12V |
| 1A |
由电路图可知，若S1与S2断开、S3闭合时，灯泡与电阻R1串联，
滑动变阻器接入电路的阻值为
| R1 |
| 4 |
| U | ||
RL+
|
滑动变阻器功率P=I2
| R1 |
| 4 |
| U | ||
RL+
|
| R1 |
| 4 |
滑动变阻器阻值全部接入电路时，电路电流I′=
| U |
| RL+R1 |
滑动变阻器功率P′=I′2R1=(
| U |
| RL+R1 |
即(
| U | ||
RL+
|
| R1 |
| 4 |
| U |
| RL+R1 |
即(
| U | ||
RL+
|
| U |
| RL+R1 |
解得：R1=2RL=2×12Ω=24Ω，P′=2.67W；
答：（1）小灯泡正常发光时电流表的示数为1.5A．
（2）S1、S2断开，S3合，滑片P在左端时，滑动变阻器消耗的功率为2.67W．
点评：本题难度较大，分析清楚电路结构是正确解题的前提，应用串并联电路特点、欧姆定律、电功率公式及其变形公式即可正确解题．
练习册系列答案
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