Question

9．如图所示，一只标有“6V 6W”的灯泡L与一只滑动变阻器R串联，开关S闭合后，电压表的示数为12V．当滑动片P在b点时，灯泡L正常发光；当滑动片P从b点滑到a点时，滑动变阻器的电阻增大了6Ω．
求：（1）电源电压是多大？
（2）灯泡的电阻值是多大？
（3）滑动片P在a点时，通过灯泡的电流是多大？
（4）你在计算过程中用到了什么近似？

Answer 1

分析 （1）根据电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测量电源电压电压；
（2）已知灯泡的额定电压和额定功率，根据公式R=$\frac{{U}^{2}}{P}$可求灯泡的电阻；
（3）滑动片P在b点时，灯泡正常发光，求出此时灯泡两端电压，根据串联电路电压的规律求出滑动变阻器两端的电压，再利用串联分压的特点可知此时滑动变阻器接入电路的阻值，进一步求出滑片P在a点时接入电路的阻值，最后根据欧姆定律求出电路的电流；
（4）在测量时灯泡的灯丝温度在升高，电阻在变化，我们近似认为灯泡电阻不变．

解答 解：（1）因为电压表测的是电源电压，所以电源电压：U=12V；
（2）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，灯泡的电阻值：R=$\frac{{U}_{额}^{2}}{{P}_{额}}$=$\frac{（6V）^{2}}{6W}$=6Ω；
（3）当滑片P在b点时，小灯泡正常发光，所以U_L=6V，则滑动变阻器两端电压：U_R=U-U_L=12V-6V=6V；
由分压比可知：滑动变阻器连入电路的电阻等于灯泡的阻值，即R=6Ω；
当P在a点时，滑动变阻器连入电路的电阻R′=6Ω+6Ω=12Ω；
电路中的总电阻：R_总=R_L+R′=12Ω+6Ω=18Ω；
则通过灯泡的电流：I=$\frac{U}{{R}_{总}}$=$\frac{12V}{18Ω}$≈0.67A；
（4）灯泡电阻随温度的升高而增大，我们近似认为电阻不变，所以说用到了“灯泡电阻不随温度变化而变化”这个近似．
答：（1）电源电压是12V；
（2）灯泡的电阻值是6Ω；
（3）滑动片P在a点时，通过灯泡的电流是0.67A；
（4）用到了“灯泡电阻不随温度变化而变化”这个近似．

点评 本题考查电阻、电压、电流的计算，关键是欧姆定律的应用和串联电路电压的规律、串联电路分压的特点，还要知道影响电阻大小的因素．