Question

【題目】小燈泡作為中學最常使用的電學元件之一，通常認為其電阻不隨溫度而發(fā)生變化，但在實際應用中其電阻并非定值，現(xiàn)設計一個測量某種型號小燈泡I﹣U圖象的電路如圖甲，電源電壓恒為6V，滑動變阻器最大電阻30Ω．
（1）當開關S1 ， S2均閉合，滑片處于a端時，求電流表A1的示數(shù)；
（2）當開關S1閉合，S2斷開，滑片離a端 處時，電流表A2的示數(shù)0.2A，求此時小燈泡的電阻．
（3）在開關S1閉合，S2斷開的情況下，某同學描繪出小燈泡I﹣U圖象如圖乙，求圖中C點對應的電路中滑動變阻器接入電路的阻值大小和滑動變阻器消耗的功率．

Answer 1

【答案】
（1）解：當開關S1，S2均閉合，滑片處于a端時，電路為滑動變阻器最大阻值的簡單電路，電流表A1測電路中的電流，

由歐姆定律可得，電流表A1的示數(shù)：

I1= = =0.2A

（2）解：當開關S1閉合，S2斷開，滑片離a端 處時，燈泡與變阻器串聯(lián)，電流表A2測電路中的電流，

電路中的總電阻：

R總= = =30Ω，

此時變阻器接入電路中的電阻：

R′=（1﹣ ）R= ×30Ω=20Ω，

因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，

所以，此時小燈泡的電阻：

RL=R總﹣R′=30Ω﹣20Ω=10Ω

（3）解：在開關S1閉合，S2斷開的情況下，

由圖乙可知，圖中C點燈泡兩端的電壓UL=3.9V，通過燈泡的電流IL=0.3A，

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，

所以，變阻器兩端的電壓：

UR=U﹣UL=6V﹣3.9V=2.1V，

因串聯(lián)電路中各處的電流相等，

所以，變阻器接入電路中的電阻：

R″= = = =7Ω；

此時滑動變阻器消耗的功率：

PR=URIR=URIL=2.1V×0.3A=0.63W

【解析】（1）當開關S1 ， S2均閉合，滑片處于a端時，電路為R最大阻值的簡單電路，電流表A1測電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流；（2）當開關S1閉合，S2斷開，滑片離a端 處時，燈泡與變阻器串聯(lián)，電流表A2測電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，根據(jù)題意得出變阻器接入電路中的電阻，利用電阻的串聯(lián)求出此時小燈泡的電阻；（3）在開關S1閉合，S2斷開的情況下，根據(jù)圖乙讀出燈泡兩端的電壓和通過的電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出變阻器接入電路中的電阻，根據(jù)P=UI求出滑動變阻器消耗的功率．
【考點精析】掌握歐姆定律及其應用和電功率的計算公式是解答本題的根本，需要知道歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越�。�（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R．