Question

4．如圖所示，電源電壓恒定，小燈泡上標有“2V  1W”的字樣，滑動變阻器R₂的最大阻值為50Ω．求：
（1）小燈泡正常發光時的電阻；
（2）斷開開關S₁，閉合開關S、S₂、S₃，將滑片P移到距a端的長度為總長ab的5分之1位置時，小燈泡L恰好正常發光，電源電壓是多少？

Answer 1

分析 （1）燈泡正常發光時的電壓和額定電壓相等，根據P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出小燈泡正常發光時的電阻；
（2）斷開開關S₁，閉合開關S、S₂、S₃時，L與R₂串聯，小燈泡L恰好正常發光，根據串聯電路的電流特點和歐姆定律求出電路中的電流，再根據歐姆定律求出滑動變阻器兩端的電壓，利用串聯電路的電壓特點求出電源的電壓．

解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，小燈泡正常發光時的電阻：
R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（2V）^{2}}{1W}$=4Ω；
（2）斷開開關S₁，閉合開關S、S₂、S₃時，L與R₂串聯，小燈泡L恰好正常發光，
因串聯電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2V}{4Ω}$=0.5A，
滑動變阻器接入電路中的電阻R₂=$\frac{1}{5}$×50Ω=10Ω，其兩端的電壓：
U₂=IR₂=0.5A×10Ω=5V，
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電源的電壓：
U=U_L+U₂=2V+5V=7V．
答：（1）小燈泡正常發光時的電阻為4Ω；
（2）電源的電壓是7V．

點評 本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用，分清電路的連接方式和知道額定電壓下燈泡正常發光是關鍵．