Question

如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，燈L標(biāo)有“6V 3.6W”字樣，滑動(dòng)變阻器R₁的阻值變化范圍為0～20歐．
（1）當(dāng)開關(guān)S、S₁閉合，S₂與a點(diǎn)接觸時(shí)，觀察電壓表的示數(shù)可知，燈L恰好正常發(fā)光，此時(shí)電流表的示數(shù)為1.1安，求：電源的電壓值；電阻R₂的阻值．
（2）當(dāng)開關(guān)S閉合，S₁斷開、S₂與b點(diǎn)接觸，滑動(dòng)變阻器的滑片P位于中點(diǎn)時(shí)，求：電壓表V₁的示數(shù)；燈L的實(shí)際功率．

Answer 1

【答案】分析：知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)P=求出燈泡的電阻．
（1）當(dāng)開關(guān)S、S₁閉合，S₂與a點(diǎn)接觸時(shí)，燈泡與電阻R₂并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓與額定電壓相等可知電源的電壓，根據(jù)歐姆定律求出通過燈泡的電流，再根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出通過R₂的電流，利用歐姆定律求出電阻R₂的阻值；
（2）當(dāng)開關(guān)S閉合，S₁斷開、S₂與b點(diǎn)接觸，滑動(dòng)變阻器的滑片P位于中點(diǎn)時(shí)，燈泡與滑動(dòng)變阻器一半的阻值串聯(lián)，電壓表測滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流，根據(jù)電阻的串聯(lián)特點(diǎn)和歐姆定律求出電路中的電流，利用歐姆定律求出電壓表的示數(shù)，利用P=I²R求出燈L的實(shí)際功率．
解答：解：根據(jù)P=可得，燈泡的電阻：
R_L===10Ω；
（1）當(dāng)開關(guān)S、S₁閉合，S₂與a點(diǎn)接觸時(shí)，燈泡與電阻R₂并聯(lián)，
∵并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且燈泡正常發(fā)光，
∴電源的電壓U=U_L額=6V，
∵I=，
∴通過電燈L的電流為額定電流：
I_L===0.6A，
∵并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
∴通過電阻R₂的電流：
I₂=I-I_L=1.1A-0.6A=0.5A，
電阻R₂的阻值：
R₂===12Ω；
（2）當(dāng)開關(guān)S閉合，S₁斷開、S₂與b點(diǎn)接觸，滑動(dòng)變阻器的滑片P位于中點(diǎn)時(shí)，燈泡與滑動(dòng)變阻器一半的阻值串聯(lián)，電壓表測滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流，
∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴電路中的電流：
I===0.3A，
電壓表的示數(shù)：
U_中=IR_中=0.3A×10Ω=3V；
燈泡的實(shí)際功率：
P_L=I²R_L=（0.3A）²×10Ω=0.9W．
答：（1）電源的電壓為6V，電阻R₂的阻值為12Ω；
（2）當(dāng)開關(guān)S閉合，S₁斷開、S₂與b點(diǎn)接觸，滑動(dòng)變阻器的滑片P位于中點(diǎn)時(shí)，電壓表V₁的示數(shù)為3V，燈L的實(shí)際功率為0.9W．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點(diǎn)以及歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是開關(guān)閉合、斷開時(shí)電路連接方式的辨別以及知道燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等．