Question

如圖是某用電器設備內的一部分電路其中R₀的阻值為20Ω，電源電壓保持不變，現進行以下測試，請根據測試數據解答問題：
（1）閉合S，斷開S₁，調節滑動變阻器的滑片P到某一位置時，電壓表示數為2V，電流表示數為0.3A，求電源電壓及滑動變阻器接入電路的阻值．
（2）當S₁，S₂都閉合時，把滑動變阻器的滑片P移動到最左端，電流表的示數為0.5A，小燈泡恰好正常發光，求此時小燈泡的電阻及額定功率．

Answer 1

解：（1）當閉合S、斷開S₁時，滑動變阻器與R₀串聯，如上圖，
U₀=IR₀=0.3A×20Ω=6V，
電源電壓：
U=U₀+U_R=6V+2V=8V，
滑動變阻器連入電路的電阻：
R==≈6.67Ω；
（2）當S、S₁都閉合時，把滑片P移到最左端，則電路中燈L與電阻R₀并聯，如右下圖，
I₀===0.4A，
通過燈的電流：
I_L=I′-I₀=0.5A-0.4A=0.1A，
燈的電阻：
R_L====80Ω，
∵此時小燈泡恰好正常發光，
∴P_額=P=UI_L=8V×0.1A=0.8W．
答：（1）電源電壓為8V，滑動變阻器接入電路的阻值為6.67Ω；
（2）此時小燈泡的電阻為80Ω，額定功率為0.8W．
分析：（1）當閉合S、斷開S₁時，滑動變阻器與R₀串聯，電流表的示數是串聯電路中的電流，電壓表的示數是滑動變阻器兩端的電壓，利用歐姆定律求出R₀兩端的電壓U₀，則電源電壓U=U₀+U_R；再利用歐姆定律求出滑動變阻器連入電路的電阻；
（2）當S、S₁都閉合時，把滑片P移到最左端，則電路中燈L與電阻R₀并聯，電流表測得的是干路中的電流．利用歐姆定律求出R₀中的電流，再利用并聯電路的電流關系求燈泡中的電流I_L=I-I₀，利用歐姆定律求出燈泡的電阻、利用P=UI求出燈泡的額定功率．
點評：本題考查了學生對額定功率、歐姆定律、串聯電路電壓關系、并聯電路的電流關系、電功率的計算的掌握和運用，能畫出等效電路圖幫助分析題意是本題的關鍵