Question

6．圖甲是某賓館床頭柜上的開關示意圖，圖乙是其控制的電路，其中S₁為旋鈕開關，單獨控制臺燈的通斷和亮度；S₂為單獨控制電視插座的開關．

（1）請在圖乙中將電路圖連接完整，要求符合安全用電原則．
（2）臺燈的銘牌上標有“220 40”，不考慮燈絲電阻隨溫度的變化的情況下，將滑動變阻器的電阻調為1210Ω時，燈泡的實際功率恰為10W．

Answer 1

分析 （1）燈泡的接法：火線首先過開關，再接入燈泡，零線直接接入燈泡；S₂為單獨控制電視插座的開關，則S₂應與電視插座串聯；
（2）根據臺燈的額定電壓和額定功率，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$計算其電阻和實際功率為10W時燈泡兩端的電壓，再由串聯電路的分壓原理計算出變阻器連入的阻值．

解答 解：
（1）火線先進臺燈的開關，然后變阻器與燈泡串聯，而零線直接接在燈泡上；開關S₂應與插座串聯，開關S₂接在火線上，電視插座的上端直接接在零線上．如圖所示：
；
（2）由題知，臺燈的額定電壓為220V和額定功率為40W，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{額}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（220V）^{2}}{40W}$=1210Ω；
燈泡的實際功率恰為10W（即實際功率為額定功率的$\frac{1}{4}$），而燈絲電阻不變，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，燈泡的實際電壓：U_L=$\frac{1}{2}$U_額=$\frac{1}{2}$×220V=110V；
由串聯電路的分壓原理有：
$\frac{{R}_{滑}}{{R}_{L}}$=$\frac{{U}_{滑}}{{U}_{L}}$=$\frac{220V-110V}{110V}$=$\frac{1}{1}$，
所以，此時滑動變阻器連入電路的阻值：R_滑=R_L=1210Ω．
答：（1）見上圖；（2）1210．

點評 本題考查了家庭電路的連接、歐姆定律在串聯電路中應用以及電功率公式的應用．要掌握燈泡、開關、插座的接法，掌握安全用電的原則．