Question

【題目】如圖所示，L是“12V 36W”的燈泡，R1是阻值為30Ω的定值電阻，R2是最大阻值為20Ω的滑動變阻器，電源電壓和燈泡電阻均不變，求：
①燈泡的阻值；
②開關(guān)S、S1均閉合，滑片P移到最左端時，燈泡恰好正常發(fā)光，求此時通過R1的電流；
③閉合開關(guān)S，斷開開關(guān)S1 ， 求在滑片P移到最右端，電路消耗的總功率及通電1min燈泡消耗的電能．

Answer 1

【答案】解：①由P= 可得，燈泡的阻值：RL= = =4Ω；
②當(dāng)開關(guān)S、S1均閉合，滑片P移到最左端時，此時R1與L并聯(lián)；
因為燈泡恰好正常發(fā)光，所以電源電壓為12V，
則通過R1的電流：I1= = =0.4A；
③閉合開關(guān)S，斷開開關(guān)S1 ， 滑片P移到最右端，此時燈泡與滑動變阻器串聯(lián)；
此時電路中的電流：I= = =0.5A；
電路消耗的總功率：P=UI=12V×0.5A=6W；
通電1min燈泡消耗的電能：W=I2RLt=（0.5A）2×4Ω×60s=60J．
答：①燈泡的阻值為4Ω；②通過R1的電流為0.4A；③閉合開關(guān)S，斷開開關(guān)S1 ， 求在滑片P移到最右端，電路消耗的總功率為6W；通電1min燈泡消耗的電能為60J．
【解析】①根據(jù)燈泡的銘牌可知額定電壓和額定功率，根據(jù)R= 求出小燈泡的阻值；②當(dāng)開關(guān)S、S1均閉合，滑片P移到最左端時，此時R1與L并聯(lián)，根據(jù)燈泡正常發(fā)光可知電源的電壓，根據(jù)歐姆定律可知通過通過R1的電流；③閉合開關(guān)S，斷開開關(guān)S1 ， 滑片P移到最右端，此時燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，先根據(jù)歐姆定律求出電路電流，然后根據(jù)P=UI求出電路消耗的總功率，再根據(jù)P=I2R求出通電1min燈泡消耗的電能．
本題考查了串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點，以及歐姆定律、電功公電功率式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是明確開關(guān)處于不同狀態(tài)時電路的連接方式．
【考點精析】本題主要考查了歐姆定律及其應(yīng)用和電功的計算的相關(guān)知識點，需要掌握歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；電功計算公式：W=UIt（式中單位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒）才能正確解答此題．