Question

1．在如圖甲所示的電路中，電路的連接情況如圖乙所示的旋轉(zhuǎn)開關(guān)可知，旋轉(zhuǎn)開關(guān)內(nèi)有一塊絕緣圓盤，在圓盤邊緣依次有10個(gè)金屬觸點(diǎn)（在圖乙中用“○”表示，“○”標(biāo)有1、2、3、4編號(hào)，編號(hào)相同的觸點(diǎn)用導(dǎo)線相連）．可以繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的開關(guān)旋鈕兩端各有一個(gè)金屬滑片，轉(zhuǎn)動(dòng)開關(guān)旋鈕可以將相鄰的觸點(diǎn)連接．例如，圖乙中，旋鈕上的箭頭指向圖中位置D，此時(shí)，金屬滑片將1、2兩點(diǎn)接通，同時(shí)另一端也將3、4兩點(diǎn)接通．已知R₁=24Ω，當(dāng)旋鈕上的箭頭指向圖乙中位置C時(shí)，電流表示數(shù)為0.25A．
（1）電源電壓U的值為多少？
（2）當(dāng)旋鈕上的箭頭指向圖乙中的位置A時(shí)，電流表的示數(shù)為0.15A，R₂的阻值為多少？
（3）當(dāng)旋鈕上的箭頭指向圖乙中的位置B時(shí)，電流表的示數(shù)為0.2A，此時(shí)燈泡L恰好正常發(fā)光，燈泡L的額定功率為多少？
（4）當(dāng)旋鈕上的箭頭指向圖乙中的位置D時(shí)，用導(dǎo)線并接在燈泡兩端，則電路消耗的總功率為多少？

Answer 1

分析 （1）分析清楚電路結(jié)構(gòu)，應(yīng)用歐姆定律可以求出電源電壓．
（2）分析清楚電路結(jié)構(gòu)，應(yīng)用歐姆定律求出電路總電阻，然后應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)求出R₂的阻值．
（3）分析清楚電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)歐姆定律求出電阻兩端電壓表，然后由串聯(lián)電路特點(diǎn)求出燈泡兩端電壓，最后由P=UI 求出燈泡的額定功率．
（4）分析清楚電路結(jié)構(gòu)，應(yīng)用并聯(lián)電路特點(diǎn)與電功率公式求出電路消耗的總功率．

解答 解：（1）由圖示電路圖可知，當(dāng)旋鈕上的箭頭指向圖乙中位置C時(shí)，只有電阻R₁接入電路，電流表測(cè)電路電流，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電源電壓：U=I_CR₁=0.25A×24Ω=6V；
（2）由圖示電路圖可知，當(dāng)旋鈕上的箭頭指向圖乙中的位置A時(shí)，電阻R₁與R₂串聯(lián)，電流表測(cè)電路電流，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電路電阻：R_串=R₁+R₂=$\frac{U}{{I}_{A}}$=$\frac{6V}{0.15A}$=40Ω，電阻R₂的阻值：R₂=R_串-R₁=40Ω-24Ω=16Ω；
（3）由圖示電路圖可知，當(dāng)旋鈕上的箭頭指向圖乙中的位置B時(shí)，電阻R₂與燈泡串聯(lián)，電流表測(cè)電路電流，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電阻兩端電壓：U₂=I_BR₂=0.2A×16Ω=3.2V，
燈泡兩端電壓：U_L=U-U₂=6V-3.2V=2.8V，
燈泡額定功率：P_L=U_LI_B=2.8V×0.2A=0.56W；
（4）由圖示電路圖可知，當(dāng)旋鈕上的箭頭指向圖乙中的位置D時(shí)，用導(dǎo)線并接在燈泡兩端，兩電阻并聯(lián)，
電路消耗的總功率：P=P₁+P₂=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$+$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{（6V）^{2}}{24Ω}$+$\frac{（6V）^{2}}{16Ω}$=3.75W；
答：（1）電源電壓U的值為6V；
（2）當(dāng)旋鈕上的箭頭指向圖乙中的位置A時(shí)，電流表的示數(shù)為0.15A，R₂的阻值為16Ω；
（3）當(dāng)旋鈕上的箭頭指向圖乙中的位置B時(shí)，電流表的示數(shù)為0.2A，此時(shí)燈泡L恰好正常發(fā)光，燈泡L的額定功率為0.56W；
（4）當(dāng)旋鈕上的箭頭指向圖乙中的位置D時(shí)，用導(dǎo)線并接在燈泡兩端，則電路消耗的總功率為3.75W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電阻串聯(lián)特點(diǎn)和并聯(lián)特點(diǎn)以及電功率的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形式的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是選擇檔位變化時(shí)電路串并聯(lián)的辨別和讀懂題意、聯(lián)系題目的信息進(jìn)行相關(guān)計(jì)算．