Question

如下圖所示，電源電壓U保持不變，滑動(dòng)變阻器R₂的最大阻值為50Ω．當(dāng)S閉合，S₁斷開(kāi)，P在b端時(shí)，燈泡L的功率為0.4W，電流表的示數(shù)為0.2A；當(dāng)S、S₁均閉合，P在a端時(shí)，電流表的示數(shù)為1.5A．求：
（1）燈L的電阻R_L和電源電壓；
（2）電阻R₁的阻值．（不考慮溫度對(duì)電阻的影響）
（3）整個(gè)電路消耗的最大功率和最小功率．

Answer 1

【答案】分析：（1）S閉合、S₁斷開(kāi)，P在b端時(shí)時(shí)，燈泡L與電阻R₂串聯(lián)，已知燈泡功率及電路電流，由功率公式的變形公式R=可求出燈泡的電阻；由歐姆定律及串聯(lián)電路的特點(diǎn)可求出電源電壓；
（2）當(dāng)S、S₁均閉合，P在a端時(shí)，燈泡L與電阻R₂串聯(lián)后與電阻R₁并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，由歐姆定律及并聯(lián)電路的特點(diǎn)求出流過(guò)電阻R₁的電流，然后由歐姆定律求出電阻R₁的阻值；
（3）當(dāng)S、S₁均閉合，P在a端時(shí)，燈泡L與電阻R₂串聯(lián)后與電阻R₁并聯(lián)，電路消耗的功率最大，直接根據(jù)P=UI即可求出；
當(dāng)S閉合、S₁斷開(kāi)，P在b端時(shí)時(shí)，燈泡L與電阻R₂串聯(lián)，電路消耗的功率最小，直接根據(jù)P=UI即可求出．
解答：解：（1）∵P=UI，I=，
∴燈泡電阻R_L===10Ω，
燈泡兩端的電壓U_L===2V，
電源電壓U=U_L+IR_2最大=2V+0.2A×50Ω=12V；
（2）流過(guò)燈泡的電流I_L===1.2A，
流過(guò)電阻R₁的電流I₁=I′-I_L=1.5A-1.2A=0.3A，
∵I=，
∴電阻R₁的阻值R₁===40Ω；
（3）電路消耗的最大功率：P_最大=UI′=12V×1.5A=18W；
電路消耗的最小功率：P_最小=UI=12V×0.2A=2.4W．
答：（1）燈L的電阻R_L和電源電壓分別為10Ω和12V；
（2）電阻R₁的阻值為40Ω．
（3）整個(gè)電路消耗的最大功率和最小功率分別為18W和2.4W．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了求電阻、電壓以及功率的問(wèn)題，分析電路、明確各電路元件的連接方式，靈活應(yīng)用串并聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律及功率公式的變形公式是正確解題的關(guān)鍵．