Question

18．如图，电源电压为3V保持不变，灯泡L标有“3V 1.2W”的字样，R为阻值未知的定值电阻．
（1）求灯泡正常发光时的电流和电阻；
（2）开关S闭合，S₁断开，电流表示数为0.3A，求1min内电路消耗的电能；
（3）开关S、S₁均闭合，滑动变阻器的滑片P滑至最右端，电流表的示数为1A，求R的阻值．

Answer 1

分析 （1）灯泡正常发光时的实际功率和额定功率相等，根据I=$\frac{P}{U}$求出灯泡正常发光时的电流，根据欧姆定律求出电阻；
（2）开关S闭合、S₁断开时，滑动变阻器与R串联，电流表测电路中的电流；根据W=UIt求出1min内电路消耗的电能；
（3）开关S、S₁均闭合，滑动变阻器的滑片P滑至最右端时，灯泡与R并联，根据并联电路的电流特点求出通过R的电流，根据欧姆定律求出R的阻值．

解答 解：（1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，功率和额定功率相等，
所以此时通过灯泡的电流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{1.2W}{3V}$=0.4A；
灯泡的电阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{3V}{0.4A}$=7.5Ω．
（2）开关S闭合、S₁断开时，等效电路图如下图所示：

1min内电路消耗的电能：
W=UIt=3V×0.3A×60s=54J．
（3）开关S、S₁均闭合，滑动变阻器的滑片P滑至最右端时，等效电路图如下图所示：

I_R=I-I_L=1A-0.4A=0.6A，
R=$\frac{U}{{I}_{R}}$=$\frac{3V}{0.6A}$=5Ω．
答：（1）求灯泡正常发光时的电流为0.4A，电阻为7.5Ω；
（2）开关S闭合、S₁断开时，1min内电路消耗的电能为54J；
（3）开关S、S₁均闭合，滑动变阻器的滑片P滑至最右端时，R的阻值为5Ω．

点评 本题考查了并联电路和串联电路的特点以及欧姆定律、电功公式的灵活运用，关键是画出开关闭合前后等效电路图和知道额定电压下灯泡正常发光．