Question

20．如圖所示，電源電壓9V恒定不變，小燈泡L標(biāo)有“6V 3W”字樣，滑動(dòng)變阻器R₁標(biāo)有“20Ω 2A”字樣，定值電阻R₂=10Ω．
（1）只閉合開(kāi)關(guān)S₁，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，使小燈泡恰好正常發(fā)光，求此時(shí)電流表的示數(shù)和滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值；
（2）把滑動(dòng)變阻器的滑片P移至b端，只閉合開(kāi)關(guān)S₂、S₃，求R₁兩端的電壓和10s內(nèi)電流通過(guò)定值電阻R₂產(chǎn)生的熱量．

Answer 1

分析 （1）只閉合開(kāi)關(guān)S₁時(shí)，燈泡L與滑動(dòng)變阻器R₁串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和P=UI求出電路中的電流，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)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值；
（2）把滑動(dòng)變阻器的滑片P移至b端，只閉合開(kāi)關(guān)S₂、S₃時(shí)，R₂與R₁的最大阻值并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知R₁兩端的電壓，根據(jù)Q=W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t求出10s內(nèi)電流通過(guò)定值電阻R₂產(chǎn)生的熱量．

解答 解：（1）只閉合開(kāi)關(guān)S₁時(shí)，燈泡L與滑動(dòng)變阻器R₁串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且燈泡正常發(fā)光，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
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-U_L=9V-6V=3V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值：
R₁=$\frac{{U}_{1}}{I}$=$\frac{3V}{0.5A}$=6Ω；
（2）把滑動(dòng)變阻器的滑片P移至b端，只閉合開(kāi)關(guān)S₂、S₃時(shí)，R₂與R₁的最大阻值并聯(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，
所以，R₁兩端的電壓：
U₁′=U=9V，
10s內(nèi)電流通過(guò)定值電阻R₂產(chǎn)生的熱量：
Q₂=W₂=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{2大}}$t=$\frac{（9V）^{2}}{10Ω}$×10s=81J．
答：（1）只閉合開(kāi)關(guān)S₁，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，使小燈泡恰好正常發(fā)光，此時(shí)電流表的示數(shù)為0.5A，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值為6Ω；
（2）把滑動(dòng)變阻器的滑片P移至b端，只閉合開(kāi)關(guān)S₂、S₃，則R₁兩端的電壓為9V，10s內(nèi)電流通過(guò)定值電阻R₂產(chǎn)生的熱量為81J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式、電熱公式的應(yīng)用，分清電路的連接方式是解題的關(guān)鍵．