Question

【題目】某學習小組在實踐活動中設計了調光臺燈電路，用鉛筆芯代替電阻線，模擬制作一盞實驗臺燈，如圖所示是臺燈的原理圖，AB表示鉛筆芯，P是滑片，L是標有“6V 3W”字樣的小燈泡，閉合開關S后，把滑片P移到A端時，小燈泡正常發光；把滑片P移到B端時，電流表的示數為0.2A．（假設小燈泡的電阻不隨溫度變化）求：
①電源的電壓；
②小燈泡的電阻；
③鉛筆芯的最大阻值；
④當滑片P滑到B端時，小燈泡的實際功率．

Answer 1

【答案】①由電路圖知，燈泡與鉛筆芯RAB串聯，電流表測電路中電流，
當P在A端時，電路為燈泡的簡單電路，此時燈泡正常發光，
所以電源電壓：U=U額=6V；
②由P= 可得，燈泡電阻：
RL= = =12Ω；
③滑片P移到B端時，鉛筆芯連入電路的阻值最大，此時電流為0.2A，
由歐姆定律可得電路的最大總電阻：
R最大= = =30Ω，
根據串聯電路電阻的特點可得，鉛筆芯的最大阻值：
RAB=R最大﹣RL=30Ω﹣12Ω=18Ω；
④由P=I2R可得此時燈泡的實際功率：
PL=I2RL=（0.2A）2×12Ω=0.48W．
答：①電源的電壓為6V；②小燈泡的電阻為12Ω；③鉛筆芯的最大阻值為18Ω；
④當滑片P滑到B端時，小燈泡的實際功率為0.48W．
【解析】①由圖知燈泡與鉛筆芯RAB串聯，電流表測電路中電流，由P在A端時燈泡正常發光，可得電源電壓；②由P= 計算燈泡電阻；③滑片P移到B端時，鉛筆芯連入阻值最大，由串聯電路特點和歐姆定律計算鉛筆芯的最大阻值；④由P=I2R計算燈泡實際功率．
【考點精析】本題主要考查了歐姆定律及其應用和電功率的計算公式的相關知識點，需要掌握歐姆定律的應用： 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，則通過的電流就越小．（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才能正確解答此題．