Question

14．圖示電源電壓定值，電阻R₀=6Ω，其中小燈泡標(biāo)有“2.4V  1.44W”字樣．當(dāng)開關(guān)S₁閉合，S₂斷開，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P至某位置時小燈泡正常發(fā)光；保持滑片P的位置不變，再斷開S₁、閉合S₂時，電流表的示數(shù)是0.5A，
（1）電源電壓為6V；
（2）若將S₁、S₂都閉合，要使小燈泡L仍然正常發(fā)光，滑動變阻器接入電路中的阻值應(yīng)該為3.6Ω．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)開關(guān)S₁閉合，S₂斷開，滑動變阻器R與燈泡L串聯(lián)，電流表測電路中的電流，額定電壓下燈泡正常發(fā)光，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和P=UI求出電路中的電流，利用串聯(lián)電路的電壓特點表示出電源的電壓；再斷開S₁、閉合S₂時，R₀與滑動變阻器R串聯(lián)，電流表測電路中的電流，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律表示出電源的電壓，利用電源的電壓不變得出等式即可求出變阻器接入電路中的電阻，進一步求出電源的電壓；
（2）將S₁、S₂都閉合時，燈泡L與R₀并聯(lián)后再與滑動變阻器串聯(lián)，燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律求出通過R₀的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點求出干路電流，再根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓，利用歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的電阻．

解答 解：（1）當(dāng)開關(guān)S₁閉合，S₂斷開，滑動變阻器R與燈泡L串聯(lián)，電流表測電路中的電流，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且小燈泡正常發(fā)光，
所以，由P=UI可得，電路中的電流：
I=I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{1.44W}{2.4V}$=0.6A，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得，電源的電壓：
U=IR+U_L=0.6A×R+2.4V，
再斷開S₁、閉合S₂時，R₀與滑動變阻器R串聯(lián)，電流表測電路中的電流，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電源的電壓：
U=I′（R+R₀）=0.5A×（R+6Ω），
因電源的電壓不變，
所以，0.6A×R+2.4V=0.5A×（R+6Ω），
解得：R=6Ω，
電源的電壓U=IR+U_L=0.6A×6Ω+2.4V=6V；
（2）將S₁、S₂都閉合時，燈泡L與R₀并聯(lián)后再與滑動變阻器串聯(lián)，
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且小燈泡L仍然正常發(fā)光，
所以，通過R₀的電流：
I₀=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{0}}$=$\frac{2.4V}{6Ω}$=0.4A，
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：
I′=I_L+I₀=0.6A+0.4A=1A，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電阻之和，
所以，滑動變阻器兩端的電壓：
U_R=U-U_L=6V-2.4V=3.6V，
滑動變阻器接入電路中的電阻：
R′=$\frac{{U}_{R}}{I′}$=$\frac{3.6V}{1A}$=3.6Ω．
故答案為：（1）6；（2）3.6．

點評 本題考查了串并聯(lián)電路的特點以及歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，分清開關(guān)閉合、斷開時電路的連接方式是關(guān)鍵．