Question

如圖所示電路，燈L的額定電壓是8V．當滑片P在中點C時，燈L恰好正常發光，其功率為P_L；當P在b端時，燈L消耗的功率為P_L′，且P_L：P_L′=16：9，求：
（1）電源電壓．
（2）P在b端時，電壓表的示數．

Answer 1

【答案】分析：（1）①滑片P在中點c時，燈L與滑動變阻器R_ac串聯且正常發光，U_額=U_實際，P_額=P_實際，根據歐姆定律求滑動變阻器的電流和電阻，根據公式P=表示出燈泡的功率；
②P在b端時，燈L與滑動變阻器R_ab串聯，利用歐姆定律求出此時的電流，再根據電功率公式P=I²R，求出此時燈泡的電功率；
綜合以上就可求出電源的電壓．
（2）P在b端時，電壓表測燈泡的電壓，只要根據歐姆定律即可求出．
解答：解：（1）當滑片P在中點c時，燈L與滑動變阻器R_ac串聯，燈L恰好正常發光，則此時燈泡的電壓U_L=8V，P_L=P_額，
由歐姆定律得，通過滑動變阻器I=，滑動變阻器此時的電阻為R_ac===R_L ①
由公式P=得，燈泡的功率P_L= ②
當P在b端時，燈L與滑動變阻器R_ab串聯
此時的燈泡電流I_L′===
燈泡的功率P_L′=（I_L′）²R_L=（）²R_{L ③}
P_L：P_L′=16：9 ④
聯立①②③④得：U=12V，R_ab=R_L
（2）P在b端時，電壓表是測燈L的電壓，
把上面的結果代入的燈泡的電流I_L′=
燈泡的電壓U_L′=I_L′R_L=×R_L=6V
答：（1）電源電壓為12V；（2）P在b端時，電壓表的示數為6V．
點評：本題考查了歐姆定律和電功率公式的靈活運用，以及電壓表的正確使用能力．