Question

17．如图所示，L是“12V  8W”的小灯泡，R₁是定值电阻，R₂是最大阻值为22Ω的滑动变阻器．当闭合开关S、S₁，滑动变阻器滑片P滑至最左端a时，灯泡正常发光，已知电源电压和灯泡电阻均不变．
（1）求小灯泡的阻值．
（2）闭合开关S，断开开关S₁，滑动变阻器接入电路阻值最大时，求整个电路工作100s所消耗的电能．

Answer 1

分析 （1）由灯泡的铭牌信息可知额定电压和额定功率，由功率公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可求得灯泡的电阻；
（2）闭合开关S，断开开关S₁，滑动变阻器接入电路阻值最大时，灯泡L与R₂串联，由串联电路的电阻特点和W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t即可求出消耗的电能．

解答 解：
（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，灯泡的电阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}^{2}}{{P}_{L}}$=（$\frac{（12V）^{2}}{8W}$=18Ω．
（2）当闭合开关S、S₁，滑动变阻器滑片P滑至最左端a时，灯泡L与R₁并联，由于灯泡正常发光，则电源电压U=U_L=12V，
当闭合S，断开S₁，此时R₂与L串联，当P移到b端时连入电路的阻值最大，R₂′=22Ω．
根据串联电路的电阻特点可得总电阻：R=R_L+R₂′=18Ω+22Ω=40Ω，
则整个电路工作100s所消耗的电能：
W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t=$\frac{（12V）^{2}}{40Ω}$×100s=360J．
答：（1）小灯泡的阻值为18Ω；
（2）闭合开关S，断开开关S₁时，滑动变阻器接入电路阻值最大时，求整个电路中工作100s所消耗的电能为360J．

点评 本题综合性较强，考查的内容较多：会辨别串、并联，会利用灯的铭牌，会用欧姆定律计算，会用电功率公式计算，知道串、并联电路特点．