Question

【題目】如圖所示，電源電壓保持不變，小燈泡標(biāo)有“6V 3W”字樣，若燈絲電阻保持不變，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為，定值電阻的阻值未知，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)、，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，滑動(dòng)變阻器滑片P置于中點(diǎn)時(shí)，小燈泡正常發(fā)光。求：

（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻；

（2）電源電壓；

（3）若閉合開(kāi)關(guān)、，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P置于端時(shí)，電壓表示數(shù)為，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率為，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P緩慢向左滑動(dòng)到某一位置時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率仍然為，滑動(dòng)變阻器滑片P保持在這個(gè)位置上時(shí)，在內(nèi)產(chǎn)生的熱量。

Answer 1

【答案】（1）12Ω（2）9V（3）3600J

【解析】

(1)從銘牌讀出小燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)公式求解。

(2)由于小燈泡與變阻器串聯(lián)，燈泡正常發(fā)光，可以知道電路中的電流，變阻器滑片置于中點(diǎn)可知，變阻器的阻值，根據(jù)歐姆定律可得滑動(dòng)變阻器兩端電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律求出電源電壓；

(3)在串聯(lián)電路中，先求出R0的阻值，設(shè)滑片移動(dòng)后電流為I2，電壓表示數(shù)為U滑，即可列式，電源電壓，解出電流即可。

解：由題意可知

（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻

（2）閉合開(kāi)關(guān)S、S1，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2，L與R串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器滑片置于中點(diǎn)時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，正常發(fā)光時(shí)通過(guò)小燈泡的電流

滑動(dòng)變阻器此時(shí)兩端的電壓

由串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知，電源電壓

（3）閉合開(kāi)關(guān)S、S2，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1，滑動(dòng)變阻器滑片P置于b端，R0與R串聯(lián)，電壓表測(cè)R兩端電壓，電路中的電流

由串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知，定值電阻的阻值

當(dāng)滑片滑至某位置時(shí)，設(shè)此時(shí)電路中的電流為I2，變阻器兩端電壓為U滑，則有

由于電源電壓不變，則有

聯(lián)立解得

或，

排除，則當(dāng)滑片滑至某位置時(shí)，此時(shí)電路的電流為，在內(nèi)產(chǎn)生的熱量

答：(1) 小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為12Ω；

(2)電源電壓為9V；

(3)在10min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為3600J。