Question

【题目】如图所示，电源电压恒定不变，小灯泡L标有“6V 3W”字样，当开关S1、S2闭合，滑片P置于b端时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数为0.8A，求：
（1）电源的电压U；
（2）滑动变阻器的最大阻值R1；
（3）当开关S1闭合、S2断开，滑片P置于a端时，电流表的示数为0.2A，求此时R2的电功率．

Answer 1

【答案】
（1）解：当开关S1、S2都闭合，滑片P置于b端时，R1与L并联，电流表测电路中的电流，

由于并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡正常发光，

所以，电源的电压U=UL=6V；

（2）解：根据P=UI可得，通过灯泡的电流：

IL= = =0.5A，

根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知：

通过R1的电流I1=I﹣IL=0.8A﹣0.5A=0.3A，

根据欧姆定律可得：

R1= = =20Ω；

（3）解：当开关S1闭合、S2断开时，滑片P置于a端时，灯泡被短路，R1与R2串联，此时电路的总功率为P=UI′=6V×0.2A=1.2W，

滑动变阻器消耗的电功率：

P1=（I′）2×R1=（0.2A）2×20Ω=0.8W，

所以P2=P﹣P1=1.2W﹣0.8W=0.4W

【解析】（1）当开关S1、S2都闭合，滑片P置于b端时，R1与L并联，电流表测电路中的电流，根据灯泡正常发光时的电压和额定电压相等以及并联电路的电压特点可知电源的电压；（2）根据P=UI求出通过灯泡的电流，利用并联电路的电流特点求出通过R1的电流，利用并联电路的电压特点和欧姆定律求出R1的阻值；（3）当开关S1闭合、S2断开时，滑片P置于a端时，灯泡被短路，R1与R2串联，利用P=UI求出总功率，利用P=I2R求出此时滑动变阻器消耗的电功率，它们之差即为R2的电功率．
【考点精析】关于本题考查的欧姆定律及其应用和电功率的计算公式，需要了解欧姆定律的应用： 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）；计算电功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中单位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）计算电功率还可用公式：P=I2R和P= U2/R才能得出正确答案．