Question

17．小紅同學(xué)自制了一個(gè)卡通福娃，她想用紅、綠燈做它的兩只眼睛．她選用規(guī)格為“6V 3W”的紅燈和“6V 6W”的綠燈及“18Ω 1.5A”的滑動(dòng)變阻器等元件設(shè)計(jì)了如下電路．當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S、S₁、S₂，滑動(dòng)變阻器的滑片P移至b端時(shí)，兩燈都能正常發(fā)光（電源電壓不變）．求：
（1）電源電壓．
（2）兩燈都正常發(fā)光時(shí)電流表的示數(shù)．
（3）閉合S和S₁，斷開(kāi)S₂，滑動(dòng)變阻器的滑片P移至a端時(shí)，電路的總電阻．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S、S₁、S₂，滑動(dòng)變阻器的滑片P移至b端時(shí)，兩燈泡并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓與額定電壓相等確定電源的電壓；
（2）根據(jù)P=UI求出兩燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流，利用并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出電流表的示數(shù)；
（3）閉合S和S₁，斷開(kāi)S₂，滑動(dòng)變阻器的滑片P移至a端時(shí)，R₁與紅燈串聯(lián)，根據(jù)歐姆定律求出紅燈的電阻，利用電阻的串聯(lián)求出此時(shí)電路中的總電阻．

解答 解：（1）當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S、S₁、S₂，滑動(dòng)變阻器的滑片P移至b端時(shí)，兩燈泡并聯(lián)，
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且兩燈泡均正常發(fā)光，
所以，電源的電壓U=U_紅=U_綠=6V；
（2）由P=UI可得，兩燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流：
I_紅=$\frac{{P}_{紅}}{{U}_{紅}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，I_綠=$\frac{{P}_{綠}}{{U}_{綠}}$=$\frac{6W}{6V}$=1A，
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=I_紅+I_綠=0.5A+1A=1.5A；
（3）閉合S和S₁，斷開(kāi)S₂，滑動(dòng)變阻器的滑片P移至a端時(shí)，R₁與紅燈串聯(lián)，
由I=$\frac{U}{R}$可得，紅燈的電阻：
R_紅=$\frac{{U}_{紅}}{{I}_{紅}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路的總電阻：
R_總=R₁+R_紅=18Ω+12Ω=30Ω．
答：（1）電源電壓為6V；
（2）兩燈都正常發(fā)光時(shí)電流表的示數(shù)為1.5A；
（3）閉合S和S₁，斷開(kāi)S₂，滑動(dòng)變阻器的滑片P移至a端時(shí)，電路的總電阻為30Ω．

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以及開(kāi)關(guān)閉合、斷開(kāi)時(shí)電路連接方式的判斷．