Question

【题目】如图所示，L是“12V 36W”的灯泡，R1是阻值为30Ω的定值电阻，R2是最大阻值为20Ω的滑动变阻器，电源电压和灯泡电阻均不变，求：
①灯泡的阻值；
②开关S、S1均闭合，滑片P移到最左端时，灯泡恰好正常发光，求此时通过R1的电流；
③闭合开关S，断开开关S1 ， 求在滑片P移到最右端，电路消耗的总功率及通电1min灯泡消耗的电能．

Answer 1

【答案】解：①由P= 可得，灯泡的阻值：RL= = =4Ω；
②当开关S、S1均闭合，滑片P移到最左端时，此时R1与L并联；
因为灯泡恰好正常发光，所以电源电压为12V，
则通过R1的电流：I1= = =0.4A；
③闭合开关S，断开开关S1 ， 滑片P移到最右端，此时灯泡与滑动变阻器串联；
此时电路中的电流：I= = =0.5A；
电路消耗的总功率：P=UI=12V×0.5A=6W；
通电1min灯泡消耗的电能：W=I2RLt=（0.5A）2×4Ω×60s=60J．
答：①灯泡的阻值为4Ω；②通过R1的电流为0.4A；③闭合开关S，断开开关S1 ， 求在滑片P移到最右端，电路消耗的总功率为6W；通电1min灯泡消耗的电能为60J．
【解析】①根据灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率，根据R= 求出小灯泡的阻值；②当开关S、S1均闭合，滑片P移到最左端时，此时R1与L并联，根据灯泡正常发光可知电源的电压，根据欧姆定律可知通过通过R1的电流；③闭合开关S，断开开关S1 ， 滑片P移到最右端，此时灯泡与滑动变阻器串联，先根据欧姆定律求出电路电流，然后根据P=UI求出电路消耗的总功率，再根据P=I2R求出通电1min灯泡消耗的电能．
本题考查了串联电路和并联电路的特点，以及欧姆定律、电功公电功率式的灵活应用，关键是明确开关处于不同状态时电路的连接方式．
【考点精析】本题主要考查了欧姆定律及其应用和电功的计算的相关知识点，需要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）才能正确解答此题．