Question

3．如圖是某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，請根據測試數據回答問題：
（1）閉合S、斷開S₁，調節滑動變阻器的滑片P到中點，電壓表示數為4V，電流表示數為0.2A．求電源電壓．
（2）當S、S₁都閉合時，把滑動變阻器的滑片P移動到最左端，電流表示數為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

分析 （1）當閉合S、斷開S₁時，滑動變阻器與R₀串聯，電流表測量串聯電路中的電流，電壓表測量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；
（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．

解答 解：（1）當閉合S、斷開S₁時，滑動變阻器與R₀串聯，
由歐姆定律得：U₀=IR₀=0.2A×20Ω=4V，
根據串聯電路的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和可知：
電源電壓U=U₀+U_R=4V+4V=8V；
（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，
I₀=$\frac{U}{{R}_{0}}$=$\frac{8V}{20Ω}$=0.4A，
通過燈的電流：I_L=I′-I₀=0.5A-0.4A=0.1A，
燈的電阻：R_L=$\frac{U}{{I}_{L}}$=$\frac{8V}{0.1A}$=80Ω，
由于此時小燈泡恰好正常發光，則P_額=P=UI_L=8V×0.1A=0.8W．
答：（1）電源電壓為8V．
（2）此時小燈泡的電阻為80Ω，額定功率為0.8W．

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．