Question

如图所示，L是“12V 6W”的小灯泡R₁是定值定值．R₂是最大阻值为24Ω的滑动变阻器，电源电压和灯泡电阻均不变．

（1）求小灯泡的阻值；

（2）闭合开关S、S₁，滑片P在a端时，小灯泡恰能正常发光，且电流表示数为0.9A，求R₁的阻值；

（3）闭合开关S，断开开关S₁，求滑片P在中点时通电1分钟，灯泡消耗的电能．

Answer

（1）小灯泡的阻值为24Ω；

（2）R1的阻值30Ω；

（3）闭合开关S，断开开关S1，滑片P在中点时通电1分钟，灯泡消耗的电能为160J．

【解析】

试题分析：（1）根据灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率，根据由=求出小灯泡的阻值；

（2）闭合开关S、S1，P在a端时，R2=0Ω，此时R1与L并联，根据灯泡正常发光可知电源的电压，根据欧姆定律可知通过灯泡的电流，利用并联电路的电流特点可知通过电阻R1的电流，再根据欧姆定律求出R1的阻值；

（3）闭合S，断开S1，此时R2与L串联，先根据电阻的串联特点和欧姆定律求出电路中的电流，再根据W=I2Rt求灯泡消耗的电能．

【解析】
（1）由P=得：

灯泡的电阻为RL===24Ω；

（2）闭合开关S、S1，P在a端时，R2=0Ω，此时R1与L并联，

由于灯L恰能正常发光，则U1=U=UL=12V，

所以，IL===0.5A，

由并联电路的干路电流等于各支路电流之和可得：

I1=I﹣IL=0.9A﹣0.5A=0.4A，

由I=得R1===30Ω；

（3）闭合开关S，断开开关S1，此时R2与L串联，滑片P在中点时则R2′=R2=×24Ω=12Ω，

根据串联电路中总电阻等于各电阻之和可知：总电阻R=R2′+RL=12Ω+24Ω=36Ω；

电路中的电流为I′===A，

所以通电1min，灯泡消耗的电能W=I2RLt=（A）2×24Ω×60s=160J．

答：（1）小灯泡的阻值为24Ω；

（2）R1的阻值30Ω；

（3）闭合开关S，断开开关S1，滑片P在中点时通电1分钟，灯泡消耗的电能为160J．