Question

8．如圖所示電路中，R₂=12Ω，小燈泡上標有“6V，3.6w”，滑動變阻器R₁上標有“8Ω  2A”的字樣，電源電壓和小燈泡的電阻都保持不變．
（1）當開關S₁，S₂斷開，S₃閉合時，小燈泡恰好正常發(fā)光，求電源電壓和小燈泡的電阻；
（2）當開關S₁，S₂和S₃都閉合時，求電流表的示數(shù)；
（3）當開關S₁、S₃斷開，S₂閉合時，移動滑動變附器的滑片，求小燈泡的最小實際電功率和此時滑動變阻器60s消耗的電能（計算結果保留一位小數(shù)）

Answer 1

分析 （1）當開關S₁，S₂斷開，S₃閉合時，電路中只有小燈泡，根據(jù)小燈泡正常發(fā)光確定電源電壓；
由公式R=$\frac{{U}^{2}}{P}$計算出小燈泡的電阻值；
（2）當開關S₁，S₂和S₃都閉合時，R₁短路，R₂與L并聯(lián)，根據(jù)歐姆定律與并聯(lián)電路的電流關系得出電流表的示數(shù)；
（3）當開關S₁、S₃斷開，S₂閉合時，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，當變阻器的阻值最大時，小燈泡的電功率最��；
求出電路的實際電流，根據(jù)P=I²R計算小燈泡的最小功率，根據(jù)W=I²Rt求出滑動變阻器消耗的電能．

解答 解：（1）當開關S₁，S₂斷開，S₃閉合時，電路中只有小燈泡，小燈泡正常發(fā)光，則電源電壓為：
U=U_額=6V；
由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，小燈泡的阻值：
R_L=$\frac{{{U}_{額}}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3.6W}$=10Ω；
（2）當開關S₁，S₂和S₃都閉合時，R₁短路，R₂與L并聯(lián)，電流表測量干路電流，則電流表的示數(shù)：
I=$\frac{U}{{R}_{2}}$+$\frac{U}{{R}_{L}}$=$\frac{6V}{12Ω}$+$\frac{6V}{10Ω}$=1.1A；
（3）當開關S₁、S₃斷開，S₂閉合時，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，當變阻器的阻值最大時，小燈泡的電功率最小，此時電路中的電流：
I′=$\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{滑}}$=$\frac{6V}{10Ω+8Ω}$=$\frac{1}{3}$A；
小燈泡的最小功率：
P小=UI=I′²RL=（$\frac{1}{3}$A）²×10Ω≈1.1W；
滑動變阻器消耗的電能：
W_滑=UIt=I²R_滑t=（$\frac{1}{3}$A）²×8Ω×60s≈53.3J．
答：（1）電源電壓為6V；小燈泡的電阻為10Ω；
（2）電流表的示數(shù)為1.1A；
（3）小燈泡的最小實際電功率為1.1W；滑動變阻器60s消耗的電能為53.3J．

點評 本題是有關電學的綜合計算題目，善于動態(tài)電路的變化類型，解決此類題目，首先要能夠正確分析電路，記熟有關歐姆定律、電功率的基本計算公式及其推導公式，并能夠靈活應用變形．