Question

【题目】如图所示为模拟调光灯电路，电路中电源电压不变，灯泡L标有“6V 3W”字样，且灯丝电阻随温度的变化而变化，定值电阻R1的阻值为6SZ.将滑动变阻器R2的滑片P置于最右端，闭合开关，电压表和电流表示数分别为6V和0.2A;移动滑片P至某一位置，电压表和电流表示数分别为3V和0. 5A.则:

(1)灯泡L正常发光时的电阻是多少?

(2)电源电压是多少?

(3)当R2的滑片P在最右端时，闭合开关，灯泡L的实际功率是多少?

(4)为使灯泡安全工作，R2的滑片能自由滑动，且滑片P滑到某一端时灯泡能正常发光，应将R1更换为多少欧姆的定值电阻?

Answer 1

【答案】(1) 12Ω；(2)9V (3) 0.54W (4) 6Ω

【解析】

由电路图可知，灯泡、R1、R2串联连接，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流．

（1）灯泡正常发光时的功率和额定功率相等，根据P=求出灯泡的电阻；

（2）已知滑片在某一点时电压表和电流表的示数，然后灯泡的额定电流比较确定灯泡的发光情况，并根据欧姆定律的变形公式求出R1两端电压，再根据串联电路电压的特点求出电源电压；当P在最右端时，根据欧姆定律的变形公式求出R1两端电压，再利用串联电路电压的特点求出灯泡两端电压，最后利用P=UI求出灯泡的实际功率；

（3）根据题意确定滑动变阻器的位置，然后根据欧姆定律的变形公式求出电路中的总电阻，最后根据串联电路电阻的特点求出串联电阻的阻值．

由电路图可知,灯泡、R1、R2串联连接,电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流。

(1)由P=可得，灯泡正常发光时的电阻：

RL===12Ω；

(2)由P=UI可得，灯泡正常发光时的电流：

IL===0.5A，

P在某一位置时,U2=1V，I=0.5A，则此时灯泡正常发光，并且灯泡两端电压为6V，

由I=可知,电阻R1两端电压：

U1=IR1=0.5A×4Ω=2V，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，

所以，电源的电压：

U=UL+U1+U2=6V+2V+1V=9V；

当P在最右端时,U′2=6V,I′=0.3A,则电阻R1两端电压：

U′1=I′R1=0.3A×4Ω=1.2V，

灯泡两端的实际电压：

U′L=UU′1U′2=9V1.2V6V=1.8V，

灯泡的实际功率：

P′L=U′LI′L=1.8V×0.3A=0.54W，

(3)根据题意可知，滑片P在最左端时，灯泡正常发光，

此时电路中的总电阻：R===18Ω，

因此应将R1更换为R′：R′=RRL=18Ω12Ω=6Ω.

答：(1) 12Ω；(2)9V(3) 0.54W(4) 6Ω