Question

2．如圖所示，燈L上標有“6V   3W”的字樣（不考慮溫度對燈泡電阻的影響），電阻R₁=20Ω．求：
（1）燈泡的電阻．
（2）當開關S₁閉合，S₂、S₃都斷開時，燈L正常發(fā)光，電源電壓．
（3）開關S₁、S₂、S₃都閉合，且滑片P在b端時，電流表的示數(shù)為2.4A，滑動變阻器R₂的最大阻值．

Answer 1

分析 （1）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出燈泡的電阻；
（2）當開關S₁閉合，S₂、S₃都斷開時，電阻R₁與燈泡L串聯(lián)，燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電源的電壓；
（3）開關S₁、S₂、S₃都閉合，且滑片P在b端時，燈泡L被短路，電阻R₁、R₂并聯(lián)，電流表測干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律求出通過電阻R₁的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點求出通過電阻R₂的電流，再根據(jù)歐姆定律求出電阻R₂的電阻值．

解答 解：（1）由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω；
（2）當開關S₁閉合，S₂、S₃都斷開時，電阻R₁與燈泡L串聯(lián)，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且燈泡正常發(fā)光，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{6V}{12Ω}$=0.5A，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電源的電壓：
U=I（R₁+R_L）=0.5A×（20Ω+12Ω）=16V；
（3）開關S₁、S₂、S₃都閉合，且滑片P在b端時，燈泡L被短路，電阻R₁、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，
所以，通過電阻R₁的電流：
I₁=$\frac{U}{{R}_{1}}$=$\frac{16V}{20Ω}$=0.8A，
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，通過電阻R₂的電流：
I₂=I-I₁=2.4A-0.8A=1.6A，
則電阻R₂的電阻值：
R₂=$\frac{U}{{I}_{2}}$=$\frac{16V}{1.6A}$=10Ω．
答：（1）燈泡的電阻為12Ω；
（2）電源電壓為16V；
（3）滑動變阻器R₂的最大阻值為10Ω．

點評 本題考查了串并聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的靈活運用，分清開關閉合、斷開時電路的連接方式是關鍵．