如圖所示,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在a端時(shí),電壓表的示數(shù)是 6伏,電流表的示數(shù)為0.6安.在滑片P從a端滑向b端的過程中,燈的亮度將________.當(dāng)滑片P在b端時(shí),電壓表的示數(shù)是________,電流表的示數(shù)________.若滑動(dòng)變阻器的總電阻為18歐,電源電壓為12伏,燈L上標(biāo)有“6V 3W“的字樣.調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使燈L正常發(fā)光時(shí),滑動(dòng)變阻器消耗的電功率是________瓦.
變暗 0 0.6A 9
由電路圖可知,燈泡與滑動(dòng)變阻器Pb部分并聯(lián)后與aP部分串聯(lián),電流表測通過Pb部分的電流,電壓表測并聯(lián)部分的電壓;
(1)當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在a端時(shí),燈泡與滑動(dòng)變阻器的最大阻值并聯(lián),電壓表測電源的電壓,電流表測通過滑動(dòng)變阻器的電流;
(2)當(dāng)滑片P從a端滑向b端的過程中,并聯(lián)部分的電阻變小,根據(jù)串聯(lián)電路電阻的分壓特點(diǎn)可知燈泡兩端的電壓變化,根據(jù)P=可知燈泡實(shí)際功率的變化,再根據(jù)燈泡的亮暗取決于實(shí)際功率的大小判斷燈泡亮度的變化;
(3)當(dāng)滑片P在b端時(shí),燈泡和電壓表被短路,電路為滑動(dòng)變阻器最大阻值的簡單電路,此時(shí)其兩端的電壓為電源的電壓,根據(jù)歐姆定律可知電流表的示數(shù);
(4)根據(jù)燈泡的銘牌求出燈泡的電阻,再根據(jù)串聯(lián)電路電阻的分壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器與燈泡并聯(lián)部分的電阻和串聯(lián)部分的電阻,根據(jù)P=求出這兩部分消耗的電功率,進(jìn)一步求出滑動(dòng)變阻器消耗的電功率.
解答:等效電路圖如圖所示:
(1)當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在a端時(shí),燈泡與滑動(dòng)變阻器的最大阻值并聯(lián),電壓表測電源的電壓.
(2)當(dāng)滑片P從a端滑向b端的過程中,RPb變下、RaP變大,
∵電阻越并越小,小于任何一個(gè)分電阻,
∴燈泡與RPb并聯(lián)部分的總電阻變小,
∵串聯(lián)電路電阻越大分得的電壓越大,反之越小,
∴燈泡兩端的電壓變小,
∵P=,且燈泡的亮暗取決于實(shí)際功率的大小,
∴燈泡的實(shí)際功率變小,燈泡變暗.
(3)當(dāng)滑片P在b端時(shí),燈泡和電壓表被短路,電路為滑動(dòng)變阻器最大阻值的簡單電路,
∴電壓表的示數(shù)為0;
∵電源的電壓不變,且此時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值最大,
∴根據(jù)I=可知:此時(shí)通過滑動(dòng)變阻器的電流與當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在a端時(shí)的電流相等,即電流表的示數(shù)為0.6A.
(4)燈泡的電阻RL===12Ω,
∵燈泡正常工作,
∴并聯(lián)部分的電壓U并=UL=6V,
∴UaP=U-U并=12V-6V,
∵U=IR,
∴RaP=R并=,即18Ω-Rpb=,
整理可得:RPb2+6RPb-216=0,
解得:RPb=12Ω,RPb=-18Ω(舍掉)
∴RaP=6Ω,
∴滑動(dòng)變阻器的總功率為P=+=+=9W.
故答案為:變暗;0V;0.6A;9W.
點(diǎn)評:本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和并聯(lián)電路的特點(diǎn)以及歐姆定律、電功率公式的靈活運(yùn)用,關(guān)鍵是電路元件串并聯(lián)的判斷,難點(diǎn)是電路的動(dòng)態(tài)分析.
物理解題技巧分享:滑動(dòng)變阻器:改變電路的電阻,有效部位分清楚,無效不通或短路,滑片接伏三類型。