Question

寒寒在学习了滑动变阻器的原理后，用铅笔芯代替电阻线制作了一盏实验台灯．如图所示是台灯的原理图，AB表示铅笔芯，P是滑片，寒寒选择的小灯泡L上标有“6V 3W”的字样．闭合开关S后，把滑片P移到A端时，小灯泡正常发光；把滑片P移到B端时，电流表的示数为0.2A．（小灯泡的阻值不随温度变化）求：
（1）小灯泡的电阻
（2）铅笔芯的最大阻值
（3）当滑片P滑到B端时，小灯泡的实际功率．

Answer 1

解：
（1）U=6V，P=3W，
小灯泡的电阻为：R===12Ω．
（2）当滑片在A端时，R_AB=0Ω，电路中只有小灯泡，而此时小灯泡正常发光，
∴电源电压U=6V，
当滑片在B端时，电路中的电流为I=0.2A，
∴灯泡两端的电压为：U_L=IR=0.2A×12Ω=2.4V，
则铅笔芯两端的电压为：U_AB=U-U_L=6V-2.4V=3.6V，
∴铅笔芯的最大阻值为：R_AB===18Ω．
（3）当滑片P滑到B端时，电路中的电流为I=0.2A，
∴小灯泡的实际功率为：P=I²R=（0.2A）²×12Ω=0.48W．
答：（1）小灯泡的电阻为12Ω．
（2）铅笔芯的最大阻值为18Ω．
（3）当滑片P滑到B端时，小灯泡的实际功率为0.48W．
分析：（1）已知小灯泡的额定电压和额定功率（灯泡上标出的参数），可利用公式R=计算出小灯泡的电阻．
（2）闭合开关S后，把滑片P移到A端时，电路中只有小灯泡，而此时小灯泡正常发光，从而可以判断出电源电压；把滑片P移到B端时，小灯泡和铅笔芯串联接入电路，知道此时电路中的电流和小灯泡的电阻，可利用公式U=IR计算出小灯泡两端的电压，再利用串联电路电压的特点和欧姆定律计算出铅笔芯的最大阻值．
（3）知道此时电路中的电流和小灯泡的电阻，可利用公式P=I²R计算出小灯泡的实际功率．
点评：考查识别电路的能力、以及额定电压和额定功率的掌握情况，考查对欧姆定律和功率计算公式的灵活应用情况．