Question

【題目】如圖所示，電源電壓不變，定值電阻R1＝10Ω．燈泡L標(biāo)有“12V 3W”字樣，當(dāng)S，S1，S2閉合時(shí)，燈泡L正常發(fā)光，當(dāng)S閉合，S1，S2斷開時(shí)，電壓表的示數(shù)為4V，求

（1）電源電壓和R2的阻值

（2）當(dāng)S閉合，S1，S2斷開時(shí)，在1min內(nèi)電流通過R1產(chǎn)生的熱量

（3）若用一個(gè)滑動(dòng)變阻器R3代替燈泡L，調(diào)節(jié)滑片，使所有開關(guān)都閉合時(shí)電路的總功率是只閉合S時(shí)電路總功率的4倍，求此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值。

Answer 1

【答案】（1）12V， 20Ω；（2）96J；（3）12Ω。

【解析】

（1）當(dāng)S，S1，S2閉合時(shí)，燈泡與電阻R2并聯(lián)，由于燈泡L正常發(fā)光，根據(jù)燈泡的額定電壓即可得出電源電壓；當(dāng)S閉合，S1，S2斷開時(shí)，電阻R1、R2串聯(lián)，電壓表測(cè)量R1的電壓，根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的特點(diǎn)即求出R2的阻值；
（2）根據(jù)Q=I2Rt即可求出R1產(chǎn)生的熱量；
（3）由電路圖知，若用一個(gè)滑動(dòng)變阻器R1代替燈泡L，使所有開關(guān)都閉合時(shí)，電阻R2、R3并聯(lián)，當(dāng)只閉合S時(shí)，電阻R1、R2串聯(lián)，由于電源電壓保持不變，則根據(jù)電功率的公式分別得出兩狀態(tài)下的總功率，然后根據(jù)已知即可帶入數(shù)據(jù)求出滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值。

（1）當(dāng)S，S1，S2閉合時(shí)，燈泡與電阻R2并聯(lián)，由于燈泡L正常發(fā)光，電源電壓U=U額=12V，當(dāng)S閉合，S1，S2斷開時(shí)，電阻R1、R2串聯(lián)，電壓表測(cè)量R1的電壓，則電流，根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和可得：U2=U-U1=12V-4V=8V，；

（2）當(dāng)S閉合，S1，S2斷開時(shí)，電阻R1、R2串聯(lián)，R1產(chǎn)生的熱量Q1=I2R1t=（0.4A）2×10Ω×60s=96J；

（3）若用一個(gè)滑動(dòng)變阻器R1代替燈泡L，使所有開關(guān)都閉合時(shí)，電阻R2、R3并聯(lián)，則總功率，當(dāng)只閉合S時(shí)，電阻R1、R2串聯(lián)，則總功率，已知：P總1=4P總2；即，解得：。