Question

（10分）如圖所示，是某電器設備的一部分電路．已知電源電壓和燈泡的阻值均保持不變，定值電阻R0=10Ω，燈泡L上標有“6V 3.6W”的字樣．開關S2為單刀雙擲開關，電源和電壓表的內阻不計．請畫出本題各小問的等效電路圖．

（1）只閉合開關S1時，電流表示數I1=1A，求電源電壓；

（2）在不損壞電流表及電源的情況下，閉合開關S1，將開關S2接“a”，移動滑片P置于其中點，此時電流表示數I2=1.5A，求滑動變阻器的最大阻值；

（3）當開關S1斷開，開關S2接“b”時，移動滑動變阻器滑片P，使燈泡L正常發(fā)光，求滑動變阻器消耗的電功率．

 

Answer 1

（1）6V；（2）40Ω；（3）2.4W

【解析】

試題分析：（1）只閉合開關S1時，只有定值電阻R0連入，電路可簡化為：

由歐姆定律得電源的電壓U=U0=I0R0=1A×10Ω=10V；（2）閉合開關S1，將開關S2接“a”，移動滑片P置于其中點，定值電阻R0與滑動變阻器并聯(lián)，電路簡化為：

電流表測干路電流I=1.5A，滑動變阻器連入電路的阻值為R′=R，通過滑動變阻器的電流I′=I﹣I0=1.5A﹣1A=0.5A，由歐姆定律得：R′=U/ I′=10V/0.5A=20Ω．則滑動變阻器的最大阻值R=2R′=2×20Ω=40Ω．

（3）當開關S1斷開，開關S2接“b”時，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)接在電源兩端，電路簡化為如圖所示：

∵燈泡L正常發(fā)光時，則UL=U額=6V，由P=UI得：燈泡L正常發(fā)光的電流IL=P額/UL=3.6W/6V=0.6A，

∴此時滑動變阻器兩端的電壓U″=U﹣UL=10V﹣6V=4V，滑動變阻器的電功率利用P=UIL=4V×0.6A=2.4W．

考點：歐姆定律的應用；電功率的計算．