Question

9．如圖所示電路，電源電壓為7.5V保持不變，滑動變阻器的最大阻值是20Ω，L₁上標有2.5V  2.5W，L₂上標有2.5V  5W，閉合開關S₁和S₂，當燈泡L₁正常發光時．

（1）電路中總電流是多少？
（2）電路消耗的總功率是多少？
（3）滑動變阻器接入電路中的電阻是多少？
（4）當滑片放在最左端時，電路消耗的總功率是多少？

Answer 1

分析 閉合開關S₁和S₂，當燈泡L₁正常發光時，兩燈泡并聯后再與滑動變阻器R串聯．
（1）兩燈泡的額定電壓相等，并聯時它們兩端的電壓相等，燈泡L₁正常發光時L₂也正常發光，根據P=UI求出兩燈泡正常發光時的電流，根據并聯電路的電流特點求出電路中的總電流；
（2）根據P=UI求出電路消耗的總功率；
（3）根據串聯電路的電壓特點求出R兩端的電壓，根據歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的電阻；
（4）當滑片放在最左端時，接入電路中的電阻為零，電源的電壓與大于兩燈泡的額定電壓，燈泡被燒壞，據此進行解答．

解答 解：閉合開關S₁和S₂，當燈泡L₁正常發光時，兩燈泡并聯后再與滑動變阻器R串聯．
（1）因并聯電路中各支路兩端的電壓相等，且兩燈泡的額定電壓相等，
所以，燈泡L₁正常發光時L₂也正常發光，U_并=U₁=U₂=2.5V，
由P=UI可得，兩燈泡正常發光時的電流分別為：
I₁=$\frac{{P}_{1}}{{U}_{1}}$=$\frac{2.5W}{2.5V}$=1A，I₂=$\frac{{P}_{2}}{{U}_{2}}$=$\frac{5W}{2.5V}$=2A，
因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，電路中的總電流：I=I₁+I₂=1A+2A=3A；
（2）電路消耗的總功率：P=UI=7.5V×3A=22.5W；
（3）因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R兩端的電壓：U_R=U-U_并=7.5V-2.5V=5V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑動變阻器接入電路中的電阻：
R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{5V}{3A}$≈1.67Ω；
（4）當滑片放在最左端時，兩燈泡并聯直接與電源相連，
因電源的電壓大于兩燈泡的額定電壓，
所以，兩燈泡被燒壞，電路消耗的總功率為0W．
答：（1）電路中總電流是3A；
（2）電路消耗的總功率是22.5W；
（3）滑動變阻器接入電路中的電阻是1.67Ω；
（4）當滑片放在最左端時，電路消耗的總功率是0W．

點評 本題考查了串并聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用，要注意燈泡正常發光時的電壓和額定電壓相等．