如图*所示，电源电压恒定不变，滑动变阻器R1的最大阻值是40Ω，小灯泡的额定电压为6V，它的电流随电压变化的图...

问题详情：

如图*所示，电源电压恒定不变，滑动变阻器R1的最大阻值是40Ω，小灯泡的额定电压为6V，它的电流随电压变化的图象如图乙所示．                                                                                               

（1）当只闭合开关S1时，将滑动变阻器R1的滑片调到中点，此时小灯泡恰好正常发光．求电源电压和小灯泡的额定功率；                                                                                                                    

（2）当只闭合开关S2时，此时电流表的示数为0.4A，求电阻R2的阻值，小灯泡的实际功率；  

（3）当只闭合开关S2时，通电1min，求电流通过电阻R2产生的热量．               

【回答】

【考点】IH：欧姆定律的应用；JA：电功率的计算；JI：焦耳定律的计算公式及其应用．          

【专题】12 ：应用题；53 ：电路和欧姆定律；541：电能和电功率；542：电与热、生活用电．

【分析】（1）当只闭合开关S1时，将滑动变阻器R1的滑片调到中点，灯泡与滑动变阻器R1串联，灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据图乙读出通过灯泡的电流即为电路中的电流，根据欧姆定律求出R1两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电源的电压，根据P=UI求出灯泡的额定功率；                                

（2）当只闭合开关S2时，灯泡与R2串联，电流表测电路中的电流，根据图象读出灯泡两端的电压，根据串联电路的电压特点求出R2两端的电压，根据欧姆定律求出电阻R2的阻值，根据P=UI求出小灯泡的实际功率；                   

（3）当只闭合开关S2时，根据Q=I2Rt求出通电1min电流通过电阻R2产生的热量．                 

【解答】解：                                                                                               

（1）当只闭合开关S1时，将滑动变阻器R1的滑片调到中点，灯泡与滑动变阻器R1串联，      

因串联电路中各处的电流相等，且此时小灯泡恰好正常发光，                               

所以，由图乙可知，灯泡正常发光时电路中的电流I=IL=0.5A，                             

由I=可得，R1两端的电压：                                                                        

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

因串联电路中总电压等于各分电压之和，                                                       

所以，电源的电压：                                                                                    

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

灯泡的额定功率：                                                                                        

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

（2）当只闭合开关S2时，灯泡与R2串联，电流表测电路中的电流，即I′=0.4A，               

由图乙可知，此时灯泡两端的电压UL′=4V，                                                   

此时R2两端的电压：                                                                                   

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

电阻R2的阻值：                                                                                          

R2===30Ω，                                                                                 

小灯泡的实际功率：                                                                                    

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

（3）当只闭合开关S2时，通电1min电流通过电阻R2产生的热量：                      

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

答：（1）电源电压为16V，小灯泡的额定功率为3W；                                         

（2）电阻R2的阻值为30Ω，小灯泡的实际功率为1.6W；                                     

（3）电流通过电阻R2产生的热量为288J．                                                    

【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、焦耳定律的应用，从图象中获取有用的信息是关键．                                                                                 

知识点：焦耳定律

题型：计算题