Question

如图，灯L标有“12V  6W”的字样，滑动变阻器R的最大阻值是16Ω．当S₁、S₂闭合，滑片滑到最上端时，灯L恰好正常发光，电流表示数为0.8A．求（1）电源电压  
（2）R₁的电阻
（3）当滑片滑到最下端，只有S₂闭合时，灯工作2min产生的热量．

Answer 1

分析：（1）当S₁、S₂闭合，滑片滑到最上端时，灯泡L与定值电阻R₁并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特点和额定电压下灯泡正常发光可知电源的电压；
（2）根据P=UI求出灯泡正常发光时的电流，根据欧姆定律求出灯泡的电阻，根据并联电路的电流特点求出通过R₁的电流，利用欧姆定律求出R₁的电阻；
（3）当滑片滑到最下端，只有S₂闭合时，灯泡L与滑动变阻器的最大阻值串联，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，再根据焦耳定律求出灯工作2min产生的热量．

解答：解：（1）当S₁、S₂闭合，滑片滑到最上端时，灯泡L与定值电阻R₁并联，电流表测干路电流，
∵并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，
∴电源的电压U=U_L额=12V；
（2）根据P=UI可得，通过灯泡的电流：
I_L=

PL额

UL额

=

6W

12V

=0.5A，
根据欧姆定律可得，灯泡的电阻：
R_L=

UL额

IL

=

12V

0.5A

=24Ω，
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
∴通过R₁的电流：
I₁=I-I_L=0.8A-0.5A=0.3A，
则R₁=

U

I1

=

12V

0.3A

=40Ω；
（3）当滑片滑到最下端，只有S₂闭合时，灯泡L与滑动变阻器的最大阻值串联，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴此时电路中的电流：
I′=

U

RL+R

=

12V

24Ω+16Ω

=0.3A，
灯工作2min产生的热量：
Q_L=（I′）²R_Lt=（0.3A）²×24Ω×2×60s=259.2J．
答：（1）电源电压为12V；
（2）R₁的电阻为40Ω；
（3）当滑片滑到最下端，只有S₂闭合时，灯工作2min产生的热量为259.2J．

点评：本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、焦耳定律的应用，关键是开关闭合、断开时电路串并联的辨别和知道额定电压下灯泡正常发光．