Question

【题目】如图甲所示的电路中，电源电压不变，小灯泡L的额定电压为6V，R1为某特殊电阻元件，通过它的电流与其两端的电压的关系如图乙所示．当闭合开关S1、S3 ， 断开S2 ， 滑片P置于b端时，灯泡L正常发光，电流表的示数为0.9A．求：
（1）灯泡L的额定功率；
（2）当闭合开关S2、S3 ， 断开S1 ， 滑片P置于a端时，电流表的示数为0.4A，R2的最大阻值；
（3）当只闭合开关S2 ， 滑片P置于a端时，电路消耗的总功率为1.2W，此时灯泡1min内消耗的电能．

Answer 1

【答案】
（1）解：当闭合开关S1、S3，断开S2，滑片P置于b端时，R1与L并联，电流表测干路电流，

因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，

由图乙可知，通过R1的电流I1=0.6A，

因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，

所以，通过L的电流：

IL=I﹣I1=0.9A﹣0.6A=0.3A，

则灯泡的额定功率：

PL=ULIL=6V×0.3A=1.8W；

（2）解：当闭合开关S2、S3，断开S3，滑片P置于a端时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，

由图乙可知，R1两端的电压U1=2V，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，

所以，R2两端的电压：

U2=U﹣U1=6V﹣2V=4V，

由I= 可知，R2的最大阻值：

R2= = =10Ω；

（3）解：当只闭合开关S2，滑片P置于a端时，L、R1、R2串联，

由P=UI可得，电路消耗的总功率为1.2W时电路中的电流：

I″= = =0.2A，

此时R2两端的电压：

U2′=I″R2=0.2A×10Ω=2V，

由图象可知，R1两端的电压U1′=1V，

则灯泡两端的电压：

UL′=U﹣U1′﹣U2′=6V﹣1V﹣2V=3V，

此时灯泡1min内消耗的电能：

WL=UL′I″t=3V×0.2A×60s=36J．

【解析】（1）当闭合开关S1、S3 ， 断开S2 ， 滑片P置于b端时，R1与L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，根据图乙读出通过R1的电流，根据并联电路的电流特点求出通过L的电流，根据P=UI求出灯泡的额定功率；（2）当闭合开关S2、S3 ， 断开S3 ， 滑片P置于a端时，R1与R2串联，电流表测电路中的电流，根据图乙读出R1两端的电压，根据串联电路的电压特点求出R2两端的电压，根据欧姆定律求出R2的最大阻值；（3）当只闭合开关S2 ， 滑片P置于a端时，L、R1、R2串联，根据P=UI求出电路消耗的总功率为1.2W时电路中的电流，根据欧姆定律求出此时R2两端的电压，由图象读出R1两端的电压，再根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压，利用W=UIt求出此时灯泡1min内消耗的电能．
【考点精析】通过灵活运用欧姆定律及其应用和电功的计算，掌握欧姆定律的应用： 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）；电功计算公式：W=UIt（式中单位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒）即可以解答此题．