如圖所示的電路是物理興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)的可調(diào)燈泡亮度的電路圖,滑動(dòng)變阻器 R 上標(biāo)有“50 歐1.5A”字樣,在 A、B 之間可以任意接入電學(xué)元件. ①若在 A、B 之間接入一根導(dǎo)線,移動(dòng)變阻器的滑片,當(dāng)連入電路的電阻值為 30歐.時(shí),電流表示數(shù)為 0.3A,如圖甲所示. ②若在 A、B 之間接入一個(gè)額定電壓為 6v 的小燈泡,移動(dòng)變阻器的滑片使小燈泡正常發(fā)光,此時(shí)電流表示數(shù)為 0.5A,如圖乙所示.(設(shè)電源電壓不變,燈絲電阻不隨溫度改變)求:
( l )電源電壓. 
( 2 )小燈泡的額定功率. 
( 3 )移動(dòng)變阻器的滑片,使小燈泡實(shí)際功率為額定功率的 1/4 時(shí),變阻器連入電路的電阻值為多大?
分析:(1)當(dāng)在A、B 之間接入一根導(dǎo)線,電路中只有滑動(dòng)變阻器R,電流表測量的是通過滑動(dòng)變阻器R中的電流;知道此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻和電路中的電流,可利用公式U=IR計(jì)算出電源電壓.
(2)當(dāng)在A、B 之間接入一個(gè)額定電壓為6V的小燈泡,電路中燈泡和滑動(dòng)變阻器R串聯(lián),電流表測量的是整個(gè)電路中的電流;知道此時(shí)小燈泡正常發(fā)光和電路中的電流,可利用公式P=UI計(jì)算出小燈泡的額定功率.
(3)知道小燈泡的額定電壓和其正常發(fā)光時(shí)的電流,可利用公式R=
U
I
計(jì)算出小燈泡的電阻,而小燈泡實(shí)際功率為額定功率的
1
4
時(shí),可利用公式P=I2R的公式變形計(jì)算出此時(shí)電路中的電流,又知道電源電壓,可利用公式R=
U
I
計(jì)算出電路中的總電阻,最后再利用串聯(lián)電路電阻的特點(diǎn)計(jì)算出變阻器連入電路的電阻值.
解答:解:
(1)∵當(dāng)在A、B 之間接入一根導(dǎo)線,電路中只有滑動(dòng)變阻器R,電流表測量的是通過滑動(dòng)變阻器R中的電流;
而R=30Ω,I=0.3A,
∴電源電壓為:U=IR=0.3A×30Ω=9V.
(2)當(dāng)在A、B 之間接入一個(gè)額定電壓為6V的小燈泡,電路中燈泡和滑動(dòng)變阻器R串聯(lián),電流表測量的是整個(gè)電路中的電流;
而小燈泡正常發(fā)光,電流表示數(shù)為I=0.5A,
∴小燈泡的額定功率為:PL=ULI=6V×0.5A=3W.
(3)∵UL=6V,I=0.5A,
∴小燈泡的電阻為:RL=
UL
I
=
6V
0.5A
=12Ω,
從題可知,小燈泡實(shí)際功率為:PL實(shí)=
1
4
×PL=
1
4
×3W=0.75W,
∴電路中的電流為:I實(shí)=
PL實(shí)
RL
=
0.75W
12Ω
=0.25A,
而電源電壓為9V,
∴電路中的總電阻為:R=
U
I實(shí)
=
9V
0.25A
=36Ω,
則變阻器連入電路的電阻值為:R′=R-RL=36Ω-12Ω=24Ω.
答:(l)電源電壓為9V.
(2)小燈泡的額定功率為3W.
(3)變阻器連入電路的電阻值為24Ω.
點(diǎn)評(píng):本題考查了歐姆定律的應(yīng)用,會(huì)用歐姆定律計(jì)算,會(huì)用電功率公式計(jì)算,知道串聯(lián)電路的電流規(guī)律,電阻規(guī)律.本題難點(diǎn)在第三問,要用到電功率的一個(gè)變形公式:P=I2R求解.需要注意的是:P=I2R和P=
U2
R
這兩個(gè)公式在電功率計(jì)算題里要經(jīng)常用到.
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( l )電源電壓.
( 2 )小燈泡的額定功率.
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