题目

如图所示，电源电压为12V且保持不变，灯泡L标有“6V，3W”的字样，滑动变阻器的最大阻值为50Ω，闭合开关S1，S2，调节滑片P：当滑动变阻器接入电路的阻值为R1时，电压表的示数为U1，R0的功率为P01，当变阻器接入电路的阻值为R2时，电压表的示数为U2，R0的电功率为P02，已知U1：U2=1：2，R1：R2=3；1，P01+P02=4.5W．求： （1）S1闭合，S2断开，灯泡L正常发光时，电路的总功率； （2）S1、S2闭合时，电阻R0的电功率P01和P02； （3）电阻R0的阻值． 答案：【分析】（1）根据电路图可知，当S1闭合，S2断开时，灯泡、定值电阻以及滑动变阻器串联连接，先根据灯泡的额定电压和额定功率求出灯泡的额定电流，然后根据P=UI求出电路消耗的总功率； （2）根据电路图可知，当S1、S2闭合时，灯泡被短路，定值电阻与滑动变阻器串联连接，先根据P=表示出电阻R0的电功率P01和P02，然后根据U1与U2的比值可求出电阻R0的电功率P01和P02的比值，在根据P01和P02的关系求出P01和P02的大小； （3）根据P=UI和欧姆定律表示出P01和P02的功率，然后结合功率之比、电压之比以及电阻之比求出U1和U2，最后根据P=求出电阻R0的阻值． 【解答】解：（1）由P=UI可得，灯泡的额定电流：I===0.5A； 电路消耗的总功率：P=UI=12V×0.5A=6W； （2）由P=可得，P01=，P02=； 因为U1：U2=1：2，所以P01：P02=1：4； 又因为P01+P02=4.5W，所以P01=×4.5W=0.9W；P02=×4.5W=3.6W； （3）由欧姆定律可得，当滑动变阻器接入电路的阻值为R1时，电路中的电流：I1=； 当滑动变阻器接入电路的阻值为R2时，电路中的电流：I2=； 则P01=U1；P02=U2； 又已知P01：P02=1：4，U1：U2=1：2，R1：R2=3；1； 联立关系式可得：U1=3V，U2=6V； 则当滑动变阻器接入电路的阻值为R1时，电压表的示数为3V； 由P01=可得，R0===10Ω． 答：（1）S1闭合，S2断开，灯泡L正常发光时，电路的总功率为6W； （2）S1、S2闭合时，电阻R0的电功率P01和P02分别为0.9W和3.6W； （3）电阻R0的阻值为10Ω． 【点评】本题考查了串联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是开关闭合、断开时电路连接方式的辨别以及功率计算功率的选择，具有一定的难度．

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