Question

9．如圖所示，一只標有“6V 6W”的燈泡L與一只滑動變阻器R串聯(lián)，開關(guān)S閉合后，電壓表的示數(shù)為12V．當滑動片P在b點時，燈泡L正常發(fā)光；當滑動片P從b點滑到a點時，滑動變阻器的電阻增大了6Ω．
求：（1）電源電壓是多大？
（2）燈泡的電阻值是多大？
（3）滑動片P在a點時，通過燈泡的電流是多大？
（4）你在計算過程中用到了什么近似？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測量電源電壓電壓；
（2）已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)公式R=$\frac{{U}^{2}}{P}$可求燈泡的電阻；
（3）滑動片P在b點時，燈泡正常發(fā)光，求出此時燈泡兩端電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律求出滑動變阻器兩端的電壓，再利用串聯(lián)分壓的特點可知此時滑動變阻器接入電路的阻值，進一步求出滑片P在a點時接入電路的阻值，最后根據(jù)歐姆定律求出電路的電流；
（4）在測量時燈泡的燈絲溫度在升高，電阻在變化，我們近似認為燈泡電阻不變．

解答 解：（1）因為電壓表測的是電源電壓，所以電源電壓：U=12V；
（2）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，燈泡的電阻值：R=$\frac{{U}_{額}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（6V）^{2}}{6W}$=6Ω；
（3）當滑片P在b點時，小燈泡正常發(fā)光，所以U_L=6V，則滑動變阻器兩端電壓：U_R=U-U_L=12V-6V=6V；
由分壓比可知：滑動變阻器連入電路的電阻等于燈泡的阻值，即R=6Ω；
當P在a點時，滑動變阻器連入電路的電阻R′=6Ω+6Ω=12Ω；
電路中的總電阻：R_總=R_L+R′=12Ω+6Ω=18Ω；
則通過燈泡的電流：I=$\frac{U}{{R}_{總}}$=$\frac{12V}{18Ω}$≈0.67A；
（4）燈泡電阻隨溫度的升高而增大，我們近似認為電阻不變，所以說用到了“燈泡電阻不隨溫度變化而變化”這個近似．
答：（1）電源電壓是12V；
（2）燈泡的電阻值是6Ω；
（3）滑動片P在a點時，通過燈泡的電流是0.67A；
（4）用到了“燈泡電阻不隨溫度變化而變化”這個近似．

點評 本題考查電阻、電壓、電流的計算，關(guān)鍵是歐姆定律的應用和串聯(lián)電路電壓的規(guī)律、串聯(lián)電路分壓的特點，還要知道影響電阻大小的因素．