Question

【题目】如图所示电路中，电源电压保持不变，R0为定值电阻，灯泡L的额定电压UL=6V．断开S1 ， 闭合S2、S3 ， 移动滑动变阻器的滑片，当电流表示数I1=0.2A时，电压表的示数U1=4.8V．闭合S1、S2、S3 ， 滑片滑至最右端时，灯泡L正常发光，电流表的示数I2=0.75A．断开S3 ， 闭合S1、S2 ， 在移动滑片的过程中，当电流表示数分别为I、2I时，滑动变阻器的电功率均为P同 ． 忽略灯泡电阻随温度的变化．求：
（1）定值电阻R0的阻值；
（2）灯泡L的额定电流IL；
（3）滑动变阻器的电功率P同 ．

Answer 1

【答案】
（1）解：断开S1，闭合S2、S3时，R0与R串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流，

由I= 可得，定值电阻R0的阻值：

R0= = =24Ω；

答：定值电阻R0的阻值为24Ω；

（2）解：闭合S1、S2、S3，滑片滑至最右端时，灯泡L与R0并联，电流表测干路电流，

因并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡正常发光，

所以，电源的电压U=UL=6V，

通过R0的电流：

I0= = =0.25A，

因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，

所以，灯泡L的额定电流：

IL=I2﹣I0=0.75A﹣0.25A=0.5A；

答：灯泡L的额定电流为0.5A；

（3）解：灯泡的电阻：

RL= = =12Ω，

断开S3，闭合S1、S2时，R与L串联，电流表测电路中的电流，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，

所以，当电流表的示数为I时，滑动变阻器两端的电压：

U滑=U﹣IRL，

滑动变阻器的电功率：

P滑=U滑I=（U﹣IRL）I，

同理可知，当电流表的示数为2I时，滑动变阻器的电功率：

P滑′=U滑′I′=（U﹣2IRL）×2I，

因电流表示数分别为I、2I时，滑动变阻器的电功率相等，

所以，（U﹣IRL）I=（U﹣2IRL）×2I，即（6V﹣I×12Ω）I=（6V﹣2I×12Ω）×2I，

解得：I= A，

则滑动变阻器的电功率：

P同=U滑I=（U﹣IRL）I=（6V﹣ A×12Ω）× A≈0.67W．

答：滑动变阻器的电功率P同为0.67W．

【解析】（1）断开S1 ， 闭合S2、S3时，R0与R串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出定值电阻R0的阻值；（2）闭合S1、S2、S3 ， 滑片滑至最右端时，灯泡L与R0并联，电流表测干路电流，灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过R0的电流，根据并联电路的电流特点求出通过灯泡的电流即为灯泡L的额定电流；（3）根据欧姆定律求出灯泡的电阻，断开S3 ， 闭合S1、S2时，R与L串联，电流表测电路中的电流，根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出两种情况下滑动变阻器两端的电压，根据P=UI表示出滑动变阻器的电功率，利用滑动变阻器的电功率相等得出等式求出电流I，进一步求出滑动变阻器的电功率．
【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．