Question

【题目】如图所示的电路中，电源电压是9V，小灯泡L上标有“6V 6W”字样（忽略温度对灯丝电阻的影响）
（1）求小灯泡正常发光时电阻；
（2）闭合开关S1和S2 ， 为了保证电路安全，滑动变阻器接入电路的电阻的最小值是多少？
（3）闭合开关S1、断开开关S2 ， 滑动变阻器的滑片从某点滑动到另一点时，电压表的示数由5V变化到1V，电流变化了0.4A．求R0的值及该过程中灯泡的最大功率．

Answer 1

【答案】
（1）解：由P= 可得，小灯泡正常发光时的电阻：

RL= = =6Ω

（2）解：由电路图知，当闭合S1、S2，小灯泡L与滑动变阻器R1串联，

为保证电路安全，灯两端的最大电压为6V，此时变阻器允许接入电路的电阻为最小，

由串联电路特点和P=UI可得，流过R1的电流：

I1=I额= = =1A，

R1两端的电压：U1=U﹣UL=9V﹣6V=3V，

R1最小电阻：R1= = =3Ω

（3）解：当闭合S1，断开S2，小灯泡L、滑动变阻器R1及R0串联，

滑片从某点滑动到另一点时，滑动变阻器两端电压从5V变成1V，

由串联电路的电压特点知，小灯泡与R0的串联总电压从U总=9V﹣5V=4V变化为U总′=9V﹣1V=8V．

两电流：I′﹣I=0.4A，

由串联电路特点和欧姆定律可得： ﹣ =0.4A，

即： ﹣ =0.4A

解得：R0=4Ω；

由题，当滑动变阻器两端电压为最小1V时，电路中电流最大，小灯泡功率也最大．此时小灯泡与R0的串联总电压为8V，

由P=I2R可得灯泡最大功率：

P最大=I最大2RL=（ ））2×6Ω=3.84W

【解析】（1）由P= 计算灯泡电阻；（2）闭合开关S1和S2 ， L与R1串联，电路要安全就不能超过灯泡的额定电压，由此根据串联电路特点、电功率及欧姆定律公式计算；（3）闭合开关S1、断开开关S2 ， L、R1、R0串联，电压表测R1两端电压，电流表测电路中电流，根据串联电路的电压特点和欧姆定律由电流相等列式计算R0的阻值，由P=I2R计算灯泡的最大功率．
【考点精析】掌握欧姆定律及其应用是解答本题的根本，需要知道欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）．