Question

【題目】如圖甲所示，L上標(biāo)有“6V 3W”字樣，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～15V，變阻器R的最大阻值為100Ω．當(dāng)只閉合開關(guān)S1 ， 滑片P置于變阻器上的a點(diǎn)時(shí)，變阻器連入電路中的電阻Ra為48Ω，電流表示數(shù)為Ia；當(dāng)只閉合開關(guān)S2 ， 移動(dòng)滑片P，變阻器兩端電壓與其連入電路的電阻關(guān)系如圖乙所示，當(dāng)滑片置于b點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)Ub=8V，電流表示數(shù)為Ib ， 已知Ia：Ib=3：5．（變阻器上的 a、b兩點(diǎn)均未標(biāo)出，燈絲電阻不隨溫度變化）求：
（1）小燈泡的電阻；
（2）電源電壓和定值電阻R0的阻值；
（3）只閉合開關(guān)S2 ， 滑片P由變阻器的最左端逐漸向右端移動(dòng)，當(dāng)電壓表的示數(shù)分別為9V與滿量程時(shí)，變阻器消耗的電功率，并分析在滑片移動(dòng)過程中變阻器消耗電功率的變化規(guī)律．

Answer 1

【答案】
（1）解：已知燈泡的額定電壓和額定功率，由P= 可得，燈泡電阻：

RL= = =12Ω；

（2）解：只閉合開關(guān)S2，定值電阻R0與變阻器R串聯(lián)，電壓表測(cè)R兩端電壓，由圖象可知，Rb=16Ω，

則電路中電流：Ib= = =0.5A，

只閉合S1，R與L串聯(lián)，當(dāng)滑片P置于a點(diǎn)，由于Ia：Ib=3：5，則

Ia= Ib= ×0.5A=0.3A，

由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得電源的電壓：U=Ia（Ra+RL）=0.3A×（48Ω+12Ω）=18V；

在只閉合開關(guān)S2時(shí)，由串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)知：

U0=U﹣Ub=18V﹣8V=10V，

由串聯(lián)電路電流特點(diǎn)和歐姆定律可得：R0= = =20Ω；

（3）解：只閉合開關(guān)S2時(shí)，當(dāng)電壓表的示數(shù)為U1=9V時(shí)，

電路中的電流：I1= = =0.45A，

由P=UI可得此時(shí)變阻器消耗的電功率：

P1=U1I1=9V×0.45A=4.05W；

電壓表量程為0～15V，當(dāng)電壓表的示數(shù)為滿量程，即：U2=15V時(shí)，

電路中的電流：I2= = =0.15A，

變阻器消耗的電功率：P2=U2I2=15V×0.15A=2.25W；

由以上計(jì)算可知，滑片P在左端時(shí)功率為0，電壓表9V時(shí)功率4.05W，電壓表示數(shù)15V時(shí)功率2.25W，即由變阻器的最左端逐漸向右端移動(dòng)時(shí)，變阻器消耗的電功率先變大后變小．

【解析】（1）由P= 計(jì)算燈泡電阻；（2）當(dāng)只閉合開關(guān)S2 ， 滑片P置于變阻器上的b點(diǎn)時(shí)，R與R0串聯(lián)，Ub=8V，由圖象可知電阻Rb的阻值，根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流Ib； 只閉合S1 ， R與L串聯(lián)，當(dāng)滑片P置于a點(diǎn)，根據(jù)Ia：Ib=3：5求出Ia ， 再根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電源的電壓；再由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算R0的阻值；（3）只閉合開關(guān)S2時(shí)，當(dāng)電壓表為9V和滿量程時(shí)，由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算電路中電流，再由P=UI計(jì)算滑動(dòng)變阻器功率；由計(jì)算出變阻器功率分析滑片移動(dòng)過程中變阻器消耗電功率的變化規(guī)律．
【考點(diǎn)精析】通過靈活運(yùn)用歐姆定律及其應(yīng)用和電功率的計(jì)算公式，掌握歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過的電流也增大．（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）；計(jì)算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計(jì)算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R即可以解答此題．