Question

如圖所示的電路中，電源電壓不變，燈泡L上標有“10V 5W”字樣，R=10歐．當S₁斷開，滑動變阻器的滑片P滑到a端時，燈泡L恰能正常發(fā)光；當S₁斷開，滑片P滑到b端時，電流表示數(shù)為0.2安，求：
（1）燈泡L的燈絲電阻是多少？
（2）變阻器R′的最大阻值是多少？
（3）當S₁閉合，滑片P滑到a 端時，電阻R消耗的電功率是多少？

Answer 1

解：（1）根據(jù)P=可得，燈泡的電阻：
R_L===20Ω；
（2）當S₁斷開，滑動變阻器的滑片P滑到a端時，電路為燈泡L的簡單電路，
∵燈泡正常發(fā)光，
∴電源的電壓U=U_L=10V，
當S₁斷開滑片P滑到b端時，燈泡與滑動變阻器的最大阻值串聯(lián)，電流表測電路中的電流，
根據(jù)歐姆定律可得，電路中的總電阻：
R_總===50Ω，
∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴變阻器的最大阻值：
R′=R_總-R_L=50Ω-20Ω=30Ω；
（3）當S₁閉合，滑片P滑到a 端時，燈泡與電阻R并聯(lián)，
∵并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
∴電阻R消耗的電功率：
P_R===10W．
答：（1）燈泡L的燈絲電阻是20Ω；
（2）變阻器R′的最大阻值是30Ω；
（3）當S₁閉合，滑片P滑到a 端時，電阻R消耗的電功率是10W．
分析：（1）已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)P=求出燈泡的電阻；
（2）當S₁斷開，滑動變阻器的滑片P滑到a端時，電路為燈泡L的簡單電路，根據(jù)燈泡正常發(fā)光可知電源的電壓，當S₁斷開滑片P滑到b端時，燈泡與滑動變阻器的最大阻值串聯(lián)，電流表測電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，再根據(jù)電阻的串聯(lián)求出變阻器的最大阻值；
（3）當S₁閉合，滑片P滑到a 端時，燈泡與電阻R并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點和P=求出電阻R消耗的電功率．
點評：本題考查了串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點以及歐姆定律、電功率公式的靈活應用，關鍵是開關閉合、斷開及滑片位于不同位置時電路連接方式的辨別．