Question

如图所示，当滑动变阻器的滑片P在a端时，电压表的示数是 6伏，电流表的示数为0.6安．在滑片P从a端滑向b端的过程中，灯的亮度将________．当滑片P在b端时，电压表的示数是________，电流表的示数________．若滑动变阻器的总电阻为18欧，电源电压为12伏，灯L上标有“6V 3W“的字样．调节滑动变阻器，使灯L正常发光时，滑动变阻器消耗的电功率是________瓦．

Answer 1

变暗    0    0.6A    9
分析：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器Pb部分并联后与aP部分串联，电流表测通过Pb部分的电流，电压表测并联部分的电压；
（1）当滑动变阻器的滑片P在a端时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值并联，电压表测电源的电压，电流表测通过滑动变阻器的电流；
（2）当滑片P从a端滑向b端的过程中，并联部分的电阻变小，根据串联电路电阻的分压特点可知灯泡两端的电压变化，根据P=可知灯泡实际功率的变化，再根据灯泡的亮暗取决于实际功率的大小判断灯泡亮度的变化；
（3）当滑片P在b端时，灯泡和电压表被短路，电路为滑动变阻器最大阻值的简单电路，此时其两端的电压为电源的电压，根据欧姆定律可知电流表的示数；
（4）根据灯泡的铭牌求出灯泡的电阻，再根据串联电路电阻的分压特点求出滑动变阻器与灯泡并联部分的电阻和串联部分的电阻，根据P=求出这两部分消耗的电功率，进一步求出滑动变阻器消耗的电功率．
解答：等效电路图如图所示：

（1）当滑动变阻器的滑片P在a端时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值并联，电压表测电源的电压．
（2）当滑片P从a端滑向b端的过程中，R_Pb变下、R_aP变大，
∵电阻越并越小，小于任何一个分电阻，
∴灯泡与R_Pb并联部分的总电阻变小，
∵串联电路电阻越大分得的电压越大，反之越小，
∴灯泡两端的电压变小，
∵P=，且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，
∴灯泡的实际功率变小，灯泡变暗．
（3）当滑片P在b端时，灯泡和电压表被短路，电路为滑动变阻器最大阻值的简单电路，
∴电压表的示数为0；
∵电源的电压不变，且此时滑动变阻器的阻值最大，
∴根据I=可知：此时通过滑动变阻器的电流与当滑动变阻器的滑片P在a端时的电流相等，即电流表的示数为0.6A．
（4）灯泡的电阻R_L===12Ω，
∵灯泡正常工作，
∴并联部分的电压U_并=U_L=6V，
∴U_aP=U-U_并=12V-6V，
∵U=IR，
∴R_aP=R_并=，即18Ω-R_pb=，
整理可得：R_Pb²+6R_Pb-216=0，
解得：R_Pb=12Ω，R_Pb=-18Ω（舍掉）
∴R_aP=6Ω，
∴滑动变阻器的总功率为P=+=+=9W．
故答案为：变暗；0V；0.6A；9W．
点评：本题考查了串联电路的特点和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活运用，关键是电路元件串并联的判断，难点是电路的动态分析．