Question

8．如圖所示的電路，電源電壓和小燈泡電阻均保持不變．小燈泡L上標(biāo)有“6V  3W”字樣，滑動變阻器可調(diào)阻值范圍為0-18Ω．當(dāng)S₁、S₂、S₃均閉合時，燈L正常發(fā)光，電流表示數(shù)為0.8A．求：
（1）電源電壓和R₂的電阻．
（2）當(dāng)S₁閉合，S₂、S₃斷開時，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電路消耗的總功率為1.5W，變阻器此時連入電路的阻值是多少？
（3）當(dāng)S₃閉合，S₁、S₂斷開，變阻器的滑片P移至b點(diǎn)時，燈L的電功率是多少．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)S₁、S₂、S₃均閉合時，燈泡L與電阻R₂并聯(lián)，電流表測干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和燈泡正常發(fā)光時的電壓等于額定電壓確定電源的電壓，根據(jù)P=UI求出通過燈泡的電流，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R₂的電阻；
（2）根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻，當(dāng)S₁閉合，S₂、S₃斷開時，R₁與R₂串聯(lián)，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出變阻器此時連入電路的阻值；
（3）當(dāng)S₃閉合，S₁、S₂斷開，變阻器的滑片P移至b點(diǎn)時，R₁的最大阻值和燈泡L串聯(lián)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，利用P=I²R求出燈泡的實(shí)際功率．

解答 解：（1）當(dāng)S₁、S₂、S₃均閉合時，燈泡L與電阻R₂并聯(lián)，電流表測干路電流，
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且燈泡正常發(fā)光，
所以，電源的電壓：
U=U_L=6V，
由P=UI可得，通過燈泡的電流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，通過R₂的電流：
I₂=I-I_L=0.8A-0.5A=0.3A，
由I=$\frac{U}{R}$可得，R₂的電阻：
R₂=$\frac{U}{{I}_{2}}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω；
（2）燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，
當(dāng)S₁閉合，S₂、S₃斷開時，R₁與R₂串聯(lián)，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，電路中的總電阻：
R=$\frac{{U}^{2}}{P}$=$\frac{（6V）^{2}}{1.5W}$=24Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，變阻器此時連入電路的阻值：
R₁=R-R₂=24Ω-12Ω=12Ω；
（3）當(dāng)S₃閉合，S₁、S₂斷開，變阻器的滑片P移至b點(diǎn)時，R₁的最大阻值和燈泡L串聯(lián)，
此時電路中的電流：
I′=$\frac{U}{{R}_{1大}+{R}_{L}}$=$\frac{6V}{18Ω+12Ω}$=0.2A，
燈泡的實(shí)際功率：
P_L′=（I′）²R_L=（0.2A）²×12Ω=0.48W．
答：（1）電源電壓為6V，R₂的電阻為20Ω；
（2）變阻器此時連入電路的阻值是12Ω；
（3）燈L的電功率是0.48W．

點(diǎn)評 本題考查了串并聯(lián)電路的特點(diǎn)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．