Question

1．如图所示电路中，电源电压保持不变，灯L标有“6V，3.6W”字样，闭合开关S，当滑片P置于滑动变阻器的c点时，R_ab=4R_ac，灯L正常发光，20秒内电流对滑动变阻器做功为36焦．（灯L的电阻保持不变）求：
（1）灯L的阻值为多少Ω？
（2）滑动变阻器R的最大阻值为多少Ω？
（3）电源电压是多少V？

Answer 1

分析 由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）根据P=UI求出灯泡的额定电流，根据欧姆定律求出灯泡的电阻；
（2）当滑片P置于滑动变阻器的C点时，灯泡正常发光时的电流和额定电流相等，根据串联电路的电流特点和W=UIt=I²Rt求出滑动变阻器接入电路的电阻，进一步求出滑动变阻器R的最大阻值；
（3）根据欧姆定律求出滑动变阻器两端的电压，利用串联电路的电压特点求出电源的电压

解答 解：
由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）根据P=UI可得，灯泡的额定电流：
I_额=$\frac{{P}_{额}}{{U}_{额}}$=$\frac{3.6W}{6V}$=0.6A，
根据欧姆定律可得，灯泡的电阻：
R_L=$\frac{{U}_{额}}{{I}_{额}}$=$\frac{6V}{0.6A}$=10Ω；
（2）当滑片P置于滑动变阻器的C点时，灯L正常发光，正常发光时的电压为6V，功率为3.6W，
串联电路中各处的电流相等，
根据W=UIt=I²Rt可得，滑动变阻器接入电路中的电阻：
R_ac=$\frac{W}{{{I}_{滑}}^{2}t}$=$\frac{W}{{{I}_{额}}^{2}t}$=$\frac{36J}{（{0.6A）}^{2}×20s}$=5Ω，
滑动变阻器R的最大阻值：
R_ab=4R_ac=4×5Ω=20Ω；
（3）滑动变阻器两端的电压：
U_ac=I_滑R_ac=I_L额R_ac=0.6A×5Ω=3V，
串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以电源的电压：
U=U_L额+U_ac=6V+3V=9V．
答：（1）灯L的阻值为10Ω；（2）滑动变阻器R的最大阻值为20Ω；（3）电源电压是9V．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是知道灯泡正常发光时的功率和额定功率相等、电压和额定电压相等．