Question

9．如圖所示的電路中，電源電壓恒為6V，小燈泡L上標(biāo)有“6V，3W”的字樣，電阻R₁的阻值為8Ω，滑動變阻器R₂上標(biāo)有“10Ω，2A”的字樣．求：
（1）小燈泡L正常工作時(shí)的電阻；
（2）開關(guān)S₁與S₂都斷開，S閉合時(shí)，R₁在10min內(nèi)產(chǎn)生的熱量；
（3）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂、S都閉合，電流表的示數(shù)為1.5A時(shí)，R₂消耗的電功率．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出燈泡正常工作時(shí)的電阻；
（2）開關(guān)S₁與S₂都斷開，S閉合時(shí)，燈泡和R₁串聯(lián)，根據(jù)I=$\frac{U}{R}$求出電路中的電流，再根據(jù)Q=I²R₁t求出R₁在10min內(nèi)產(chǎn)生的熱量；
（3）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂、S都閉合，R₁被短路，燈泡和滑動變阻器并聯(lián)，小燈泡正常工作，電流表測量干路電流，根據(jù)P=UI求出燈泡中的電流，再求出R₂支路電流，根據(jù)P=UI₂求出R₂消耗的電功率．

解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得：
燈泡正常工作時(shí)的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{額}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω；
（2）開關(guān)S₁與S₂都斷開，S閉合時(shí)，燈泡和R₁串聯(lián)，
電路中的電流：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{L}}$=$\frac{6V}{8Ω+12Ω}$=0.3A，
R₁在10min內(nèi)產(chǎn)生的熱量：
Q=I²R₁t=（0.3A）²×8Ω×10×60s=432J；
（3）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂、S都閉合，R₁被短路，燈泡和滑動變阻器并聯(lián)，小燈泡正常工作，
由P=UI得：
燈泡中的電流I_L=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
R₂支路電流I₂=I′-I_L=1.5A-0.5A=1A，
R₂消耗的電功率：
P₂=UI₂=6V×1A=6W．
答：（1）小燈泡L正常工作時(shí)的電阻12Ω；
（2）R₁在10min內(nèi)產(chǎn)生的熱量432J；
（3）R₂消耗的電功率6W．

點(diǎn)評 此題主要考查的是學(xué)生對電功率、歐姆定律、焦耳定律計(jì)算公式的理解和掌握，綜合性很強(qiáng)，弄懂電路的連接方式是解決此題的關(guān)鍵．