Question

【題目】如圖所示電路，電源電壓保持不變，電阻R1=10Ω，滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為20Ω，小燈泡的額定電壓為12V，閉合開(kāi)關(guān)S，燈泡電阻不隨溫度變化．當(dāng)開(kāi)關(guān)S1 ， S2都斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器的滑片P滑動(dòng)到中點(diǎn)時(shí)，電流表的讀數(shù)為0.5A；當(dāng)開(kāi)關(guān)S1 ， S2都閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片P滑動(dòng)到最右端時(shí)，電流表的示數(shù)為1A．求：

（1）電源電壓為多少；
（2）小燈泡的額定功率是多少；
（3）閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)整開(kāi)關(guān)S1 ， S2和滑動(dòng)變阻器，電阻R1在1min內(nèi)消耗的最大電能為多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1、S2時(shí)，R1與R2阻值的一半串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流，

因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，

所以，由I= 可得，電源的電壓：

U=I（R1+ R2）=0.5A×（10Ω+ ×20Ω）=10V；

（2）解：當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S，閉合開(kāi)關(guān)S1、S2時(shí)，燈泡L與R2的最大阻值并聯(lián)，電表測(cè)干路電流；

因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以，通過(guò)R2的電流：I2= = =0.5A，

因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，通過(guò)燈泡L的電流：IL=I′﹣I2=1A﹣0.5A=0.5A，

則燈泡的電阻：RL= = =20Ω，

燈泡的額定功率：PL= = =7.2W；

（3）解：閉合開(kāi)關(guān)S，斷路開(kāi)關(guān)S1，滑動(dòng)變阻器的滑片位于左端時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，通過(guò)電阻R1的電流最大，一分鐘消耗的電能最大，

則消耗的電能：W= t= ×60s=600J．

【解析】（1）當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1、S2時(shí)，R1與R2阻值的一半串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電源的電壓；（2）當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S，閉合開(kāi)關(guān)S1、S2時(shí)，燈泡L與R2的最大阻值并聯(lián)，電表測(cè)干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律求出通過(guò)R2的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出通過(guò)燈泡L的電流，根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻，再根據(jù)P= 求出燈泡的額定功率；（3）閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)整開(kāi)關(guān)S1 ， S2和滑動(dòng)變阻器，當(dāng)電路中的電流最大時(shí)即電路為R1的簡(jiǎn)單電路時(shí)電阻R1在一分鐘消耗的電能最大，根據(jù)W= t求出消耗的最大電能．
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了歐姆定律及其應(yīng)用和電功的計(jì)算的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，需要掌握歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無(wú)關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過(guò)的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過(guò)的電流就越�。�（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；電功計(jì)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．