Question

20．如圖所示，電源電壓恒定不變，小燈泡L標(biāo)有“6V 3W”字樣，滑動(dòng)變阻器R₂的最大阻值是20Ω．
（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁、S₂閉合，滑片P置于b端時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，求電源電壓和此時(shí)電流表的示數(shù)．
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁閉合、S₂斷開(kāi)，滑片P置于a端時(shí)，電流表的示數(shù)為0.2A，求此時(shí)R₁的電功率．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁、S₂閉合，滑片P置于b端時(shí)，R₂與L并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和額定電壓下燈泡正常發(fā)光可知電源的電壓，根據(jù)P=UI求出通過(guò)L的電流，根據(jù)歐姆定律求出通過(guò)R₂的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出干路電流表的示數(shù)；
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁閉合、S₂斷開(kāi)，滑片P置于a端時(shí)，燈泡被短路，R₁與R₂串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出R₂兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R₁兩端的電壓，根據(jù)P=UI求出此時(shí)R₁的電功率．

解答 解：（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁、S₂閉合，滑片P置于b端時(shí)，R₂與L并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且燈泡正常發(fā)光，
所以，電源的電壓U=U_L=6V；
由P=UI可得，通過(guò)燈泡的電流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
通過(guò)R₂的電流：
I₂=$\frac{U}{{R}_{2}}$=$\frac{6V}{20Ω}$=0.3A，
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，干路電流表的示數(shù)：
I=I₂+I_L=0.3A+0.5A=0.8A；
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁閉合、S₂斷開(kāi)，滑片P置于a端時(shí)，R₁與R₂串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流，
此時(shí)R₂兩端的電壓：
U₂=I′R₂=0.2A×20Ω=4V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R₁兩端的電壓：
U₁=U-U₂=6V-4V=2V，
R₁的電功率：
P₁=U₁I′=2V×0.2A=0.4W．
答：（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁、S₂閉合，滑片P置于b端時(shí)，電源電壓為6V，此時(shí)電流表的示數(shù)為0.8A；
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁閉合、S₂斷開(kāi)，滑片P置于a端時(shí)，R₁的電功率為0.4W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點(diǎn)以及歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是知道燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等．