Question

有一用電器的銘牌上標(biāo)明額定電壓為100伏特，額定功率因字跡不清而無法辨認(rèn)，但該用電器有顯示是否處于正常工作狀態(tài)的裝置．現(xiàn)將該用電器與一阻值為0-100 歐姆的滑動(dòng)變阻器（允許通過的電流足夠大）連接后，接在輸出電壓為220伏特的電源兩端．
（1）為使用電器安全正常地工作，為什么只能將滑動(dòng)變阻器連接成分壓器？試說明理由并畫出電路圖．
（2）在正確連接的電路中，當(dāng)用電器正常工作時(shí)通過電源的電流強(qiáng)度為2.4安培，試求用電器消耗的電功率．

Answer 1

分析：（1）變阻器通常有兩種接法：限流式和分壓式，分壓式可以使用電器的電流從零開始連續(xù)調(diào)節(jié)，能確保用電器的安全．
（2）根據(jù)歐姆定律求出變阻器與用電器并聯(lián)部分的電阻及通過它的電流，由并聯(lián)電路的電流關(guān)系得到用電器的電流和電壓，即可求得用電器消耗的電功率．

解答：解：（1）由于用電器功率未知，故也不知道用電器的額定電流和電阻，若將滑動(dòng)變阻器接成限流器，則無法判斷當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大時(shí)，用電器兩端的電壓是否小于或等于100 V，因此必須將滑動(dòng)變阻器接成分壓器使用，才能保證用電器正常工作．
電路如圖所示．
（2）設(shè)滑動(dòng)變阻器的總電阻為R，其與用電器并聯(lián)的部分的電阻為R_x，則有：
 I0=

U-U0

R-Rx

=

220-100

100-Rx

=2.4A，
 R_x=50Ω
通過R_x的電流：I1=

U0

Rx

=

100

50

=2(A)
通過用電器的電流：I₂=I₀-I₁=2.4-2（A）=0.4（A）
用電器的功率：P₂=I₂U₀=0.4×100（W）=40（W）
答：（1）由于用電器功率未知，故也不知道用電器的額定電流和電阻，若將滑動(dòng)變阻器接成限流器，則無法判斷當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大時(shí)，用電器兩端的電壓是否小于或等于100 V，因此必須將滑動(dòng)變阻器接成分壓器使用，才能保證用電器正常工作．電路如圖所示．
（2）用電器消耗的電功率為40W．

點(diǎn)評(píng)：本題的解題關(guān)鍵是掌握分壓電路的特點(diǎn)：電流可以從零開始調(diào)節(jié)，并要掌握歐姆定律、功率公式P=UI等等電路的基本知識(shí)．