Question

9．在如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，R₀是阻值為8Ω的定值電阻，小燈泡L上標(biāo)有“6V  3.6W”字樣．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S接1，滑動(dòng)變阻器的滑片P位于b端時(shí)，定值電阻R₀在1min內(nèi)消耗的電能為750J．（不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響）
（1）求小燈泡L的電阻；      
（2）求電源電壓；
（3）當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S接2，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在某一位置時(shí)．小燈泡的電功率為1.6W，求此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入的電阻．

Answer 1

分析 （1）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出電阻；
（2）當(dāng)S接1、P在 b時(shí)，電路中只有R₀，根據(jù)W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t求出電源電壓；
（3）當(dāng)S接2、P在 某位置時(shí)，R_L與R_滑串聯(lián)，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出燈泡兩端的實(shí)際電壓，根據(jù)歐姆定律求出燈泡中的電流，再求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，求出滑動(dòng)變阻器連入的阻值．

解答 解：
（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得：
燈泡電阻R_L=$\frac{{U}_{額}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3.6W}$=10Ω；
（2）當(dāng)S接1、P在 b時(shí)，電路中只有R₀，
由W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t得：
U=$\sqrt{\frac{WR}{t}}$=$\sqrt{\frac{750J×8Ω}{60s}}$=10V；
（3）當(dāng)S接2、P在 某位置時(shí)，R_L與R_滑串聯(lián)，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得：
燈泡兩端的實(shí)際電壓：U_實(shí)=$\sqrt{{P}_{實(shí)}{R}_{L}}$=$\sqrt{1.6W×10Ω}$=4V，
滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：U_滑=U-U_實(shí)=10V-4V=6V，
電路中的電流I′=$\frac{{U}_{實(shí)}}{{R}_{L}}$=$\frac{4V}{10Ω}$=0.4A，
滑動(dòng)變阻器連入的電阻R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I′}$=$\frac{6V}{0.4A}$=15Ω．
答：（1）小燈泡L的電阻10Ω；
（2）電源電壓10V；
（3）此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入的電阻15Ω．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查的是學(xué)生對(duì)電路構(gòu)成、歐姆定律、電功、電功率計(jì)算公式及其變形公式的理解和掌握，靈活運(yùn)用電功率變形公式是解決此題的關(guān)鍵．