Question

【题目】如图所示的电路中，电源电压18V不变，灯泡上标有“6V 6W”字样，灯泡电阻不变，定值电阻R0阻值为10Ω．
（1）断开S1、S2 ， 闭合S，移动滑片，当灯泡正常发光时，求滑动变阻器消耗的功率．
（2）闭合S、S1、S2 ， 滑片从最右端向左移动，当连入电路的阻值等于变阻器总阻值的 时，电流表示数比滑片在最右端时变化了0.3A，保持此时滑片位置不动，求在1min内电路消耗的电能．

Answer 1

【答案】
（1）解：断开S1、S2，闭合S时，灯泡L与滑动变阻器R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，且灯泡正常发光，

所以，滑动变阻器两端的电压：

UR=U﹣UL=18V﹣6V=12V，

因串联电路中各处的电流相等，

所以，由P=UI可得，电路中的电流：

I= = =1A，

滑动变阻器消耗的功率：

PR=URI=12V×1A=12W；

（2）解：闭合S、S1、S2时，R0与R并联，电流表测干路电流，

因并联电路中各支路独立工作、互不影响，

所以，通过R0的电流不变，

则干路电流表示数的变化量即为通过R电流的变化量，

因并联电路中各支路两端的电压相等，

所以，由I= 可得，电流表示数的变化量：

△I=△IR= ﹣ = ﹣ =0.3A，

解得：R=20Ω，

因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，

所以，电路中的总电阻：

R总= = =6Ω，

在1min内电路消耗的电能：

W= t= ×60s=3240J．

【解析】（1）断开S1、S2 ， 闭合S时，灯泡L与滑动变阻器R串联，电流表测电路中的电流，额定电压下灯泡正常发光，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，根据串联电路的电流特点和P=UI求出电路中的电流，根据P=UI求出滑动变阻器消耗的功率；（2）闭合S、S1、S2时，R0与R并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过R0的电流不变，则干路电流表示数的变化量即为通过R电流的变化量，根据并联电路的电压特点和欧姆定律表示出电流的变化量求出滑动变阻器的最大阻值，根据电阻的并联求出电路中的总电阻，利用W= t求出在1min内电路消耗的电能．
【考点精析】利用欧姆定律及其应用和电功的计算对题目进行判断即可得到答案，需要熟知欧姆定律的应用： 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）；电功计算公式：W=UIt（式中单位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒）．