Question

如图所示，电源电压恒为9V，小灯泡L标有“6V  3W”字样，滑动变阻器R₁的阻值变化范围为0～20Ω，电阻R₂的阻值为30Ω．
（1）当开关S₁与a点接通，开关S₂断开时，调节滑动变阻器，使灯泡正常发光，此时滑动变阻器连入电路部分的电阻是多大？
（2）当开关S₁与b点接通，开关S₂闭合时，调节滑动变阻器至电阻最大值，试问电流表的示数及R₂通电1min产生的热量各是多少？

Answer 1

分析：开关S₁与a点接通，开关S₂断开时，R₁与小灯泡L串联，灯泡正常工作，可求电路电流，利用串联电路的电压规律，求滑动变阻器电阻；
当开关S₁与b点接通，开关S₂闭合时，R₁与R₂并联，利用欧姆定律和电功公式计算电流和产生的热量．

解答：解：（1）开关S₁与a点接通，开关S₂断开时，R₁与小灯泡L串联，
∵灯泡正常工作，∴U_L=6v，p_L=3w
∴电路电流I1=

pL

UL

=

3w

6v

=0.5A
∴滑动变阻器两端的电压：U₁=U-U_L=9v-6v=3v
∴连入电路中滑动变阻器的电阻：R1=

U1

I1

=

3v

0.5A

=6Ω
（2）当开关S₁与b点接通，开关S₂闭合时，R₁与R₂并联
∴电流表的示数：I=

U

R

=

U

R1R2 R1+R2

=

9v

20Ω×30Ω 20Ω+30Ω

=0.75A
∴R₂产生的热量是：Q=W=

U2

R2

×t=

(9v)2

30Ω

×60s=162J
答：（1）滑动变阻器连入电路部分的电阻是6Ω．（2）电流表的示数是0.75A，R₂通电1min产生的热量是162J．

点评：解决本题关键是简化电路，并灵活的运用公式计算，计算时注意单位换算．