Question

物理興趣小組想利用實(shí)驗(yàn)室中的器材，學(xué)習(xí)制作調(diào)光燈，圖是他們?cè)O(shè)計(jì)的電路圖，若電源電壓為20V，燈泡電阻R₀=20Ω，當(dāng)開關(guān)從觸點(diǎn)0轉(zhuǎn)到1及從觸點(diǎn)1轉(zhuǎn)到2時(shí)，通過燈泡電流的改變量均為0.2A．
（1）求R₁的電阻值．
（2）開關(guān)轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)2時(shí)，燈泡實(shí)際消耗的功率是多少？

Answer 1

解：（1）當(dāng)開關(guān)在觸點(diǎn)0時(shí)，電路中的電流為：
I=---------------------①
開關(guān)從觸點(diǎn)0轉(zhuǎn)到1時(shí)，電路中的電阻增大，電流減小，有
I₁=I-0.2A----------------②
I₁=--------------③
由①②③式可得：R₁=5Ω，I₁=0.8A；
（2）當(dāng)開關(guān)從觸點(diǎn)1轉(zhuǎn)到2時(shí)，電路中的電流為：
I₂=I₁-0.2A=0.8A-0.2A=0.6A；
燈泡實(shí)際消耗的功率是：P=I₂²R₀=（0.6A）²×20Ω=7.2W．
答：（1）R₁的電阻值為5Ω；（2）開關(guān)轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)2時(shí)燈泡實(shí)際消耗的功率是7.2W．
分析：由電路圖可知，當(dāng)開關(guān)在觸點(diǎn)0時(shí)，根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流；開關(guān)從觸點(diǎn)0轉(zhuǎn)到1時(shí)，再利用歐姆定律和串聯(lián)電路電阻特點(diǎn)，以及通過燈泡電流的改變量為0.2A分別表示出電路中的電流，聯(lián)立方程求出R₁的電阻值；當(dāng)開關(guān)從觸點(diǎn)1轉(zhuǎn)到2時(shí)，根據(jù)電流的變化關(guān)系求出此時(shí)電路中的電流，利用P=I²R求出燈泡實(shí)際消耗的功率．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了電阻的串聯(lián)和歐姆定律的計(jì)算；利用好當(dāng)開關(guān)從觸點(diǎn)0轉(zhuǎn)到1及從觸點(diǎn)1轉(zhuǎn)到2時(shí)，通過燈泡電流的改變量均為0.2A這一條件是解決本題的關(guān)鍵．