如圖*所示，電源電壓恆定不變，滑動變阻器R1的最大阻值是40Ω，小燈泡的額定電壓為6V，它的電流隨電壓變化的圖...

問題詳情：

如圖*所示，電源電壓恆定不變，滑動變阻器R1的最大阻值是40Ω，小燈泡的額定電壓為6V，它的電流隨電壓變化的圖象如圖乙所示．                                                                                               

（1）當只閉合開關S1時，將滑動變阻器R1的滑片調到中點，此時小燈泡恰好正常發光．求電源電壓和小燈泡的額定功率；                                                                                                                    

（2）當只閉合開關S2時，此時電流表的示數為0.4A，求電阻R2的阻值，小燈泡的實際功率；  

（3）當只閉合開關S2時，通電1min，求電流通過電阻R2產生的熱量．               

【回答】

【考點】IH：歐姆定律的應用；JA：電功率的計算；JI：焦耳定律的計算公式及其應用．          

【專題】12 ：應用題；53 ：電路和歐姆定律；541：電能和電功率；542：電與熱、生活用電．

【分析】（1）當只閉合開關S1時，將滑動變阻器R1的滑片調到中點，燈泡與滑動變阻器R1串聯，燈泡正常發光時的電壓和額定電壓相等，根據圖乙讀出通過燈泡的電流即為電路中的電流，根據歐姆定律求出R1兩端的電壓，根據串聯電路的電壓特點求出電源的電壓，根據P=UI求出燈泡的額定功率；                                

（2）當只閉合開關S2時，燈泡與R2串聯，電流表測電路中的電流，根據圖象讀出燈泡兩端的電壓，根據串聯電路的電壓特點求出R2兩端的電壓，根據歐姆定律求出電阻R2的阻值，根據P=UI求出小燈泡的實際功率；                   

（3）當只閉合開關S2時，根據Q=I2Rt求出通電1min電流通過電阻R2產生的熱量．                 

【解答】解：                                                                                               

（1）當只閉合開關S1時，將滑動變阻器R1的滑片調到中點，燈泡與滑動變阻器R1串聯，      

因串聯電路中各處的電流相等，且此時小燈泡恰好正常發光，                               

所以，由圖乙可知，燈泡正常發光時電路中的電流I=IL=0.5A，                             

由I=可得，R1兩端的電壓：                                                                        

U1=I×R1=0.5A××40Ω=10V，                                                                  

因串聯電路中總電壓等於各分電壓之和，                                                       

所以，電源的電壓：                                                                                    

U=UL+U1=6V+10V=16V，                                                                              

燈泡的額定功率：                                                                                        

PL=ULIL=6V×0.5A=3W；                                                                                

（2）當只閉合開關S2時，燈泡與R2串聯，電流表測電路中的電流，即I′=0.4A，               

由圖乙可知，此時燈泡兩端的電壓UL′=4V，                                                   

此時R2兩端的電壓：                                                                                   

U2=U﹣UL′=16V﹣4V=12V，                                                                            

電阻R2的阻值：                                                                                          

R2===30Ω，                                                                                 

小燈泡的實際功率：                                                                                    

PL′=UL′I′=4V×0.4A=1.6W；                                                                            

（3）當只閉合開關S2時，通電1min電流通過電阻R2產生的熱量：                      

Q2=（I′）2R2t=（0.4A）2×30Ω×60s=288J．                                                   

答：（1）電源電壓為16V，小燈泡的額定功率為3W；                                         

（2）電阻R2的阻值為30Ω，小燈泡的實際功率為1.6W；                                     

（3）電流通過電阻R2產生的熱量為288J．                                                    

【點評】本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式、焦耳定律的應用，從圖象中獲取有用的信息是關鍵．                                                                                 

知識點：焦耳定律

題型：計算題