Question

13．如圖所示，電源電壓U=6V，定值電阻R₀=6Ω，當開關(guān)S₁閉合、S₂斷開，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P使小燈泡L正常發(fā)光，此時電流表示數(shù)I₁=0.6A；保持滑動變阻器滑片P的位置不變，再斷開S₁、閉合S₂，電流表的示數(shù)I₂=0.5A．
（1）求小燈泡的額度電壓、額定功率以及變阻器接入電路中的阻值；
（2）若將S₁、S₂都閉合，要使小燈泡L仍然正常發(fā)光，滑動變阻器接入電路中的阻值又為多大？

Answer 1

分析 （1）當開關(guān)S₂斷開、S₁閉合時，定值電阻與滑動變阻器串聯(lián)，電流表測量電路電流；先根據(jù)U=IR求出R₀兩端電壓，然后根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的阻值；
當開關(guān)S₁閉合、S₂斷開時，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電流表測量電路電流；利用歐姆定律的應(yīng)用求出燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器兩端電壓，最后根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律以及P=UI求出燈泡的額定功率；
（2）當S₁、S₂都閉合時，定值電阻與燈泡并聯(lián)后與滑動變阻器串聯(lián)，電流表測量干路電流，要使燈泡正常發(fā)光，則燈泡兩端電壓為額定電壓，據(jù)此求出通過定值電阻的電流，再根據(jù)并聯(lián)電路電流規(guī)律求出干路電流，根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律求出滑動變阻器兩端電壓，最后根據(jù)歐姆定律的應(yīng)用求出滑動變阻器接入電路的阻值．

解答 解：（1）當開關(guān)S₂斷開、S₁閉合時，由I=$\frac{U}{R}$可得，定值電阻兩端電壓：U₀=I₀R₀=0.5A×6Ω=3V；
由串聯(lián)電路電壓規(guī)律和I=$\frac{U}{R}$可得，滑動變阻器接入電路的阻值：R=$\frac{U-{U}_{0}}{{I}_{0}}$=$\frac{6V-3V}{0.5A}$=6Ω；
當開關(guān)S₁閉合、S₂斷開時，由I=$\frac{U}{R}$可得，滑動變阻器兩端電壓：U_R=I_LR=0.6A×6Ω=3.6V；
由串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知，燈泡的額定電壓：U_L=6V-3.6V=2.4V；
燈泡的額定功率：P=U_LI_L=2.4V×0.6A=1.44W；
（2）當S₁、S₂都閉合，燈泡正常發(fā)光時，通過定值電阻的電流：I₀′=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{0}}$=$\frac{2.4V}{6Ω}$=0.4A；
干路電流：I=0.4A+0.6A=1A；
由串聯(lián)電路電壓規(guī)律和I=$\frac{U}{R}$可得，滑動變阻器接入電路的阻值：R′=$\frac{U-{U}_{L}}{I}$=$\frac{6V-2.4V}{1A}$=3.6Ω．
答：（1）小燈泡的額定電壓為2.4V；額定功率為1.44W；變阻器接入電路中的阻值為6Ω；
（2）滑動變阻器接入電路中的阻值為3.6Ω．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是開關(guān)閉合、斷開時電路連接方式的判斷，要注意燈泡正常發(fā)光時的功率和額定功率相等．