Question

（2008?旅順口區(qū)模擬）在圖十所示的電路中，電源電壓U=12V，且保持不變，小燈泡L上標(biāo)有“10V、5W”字樣，電阻R₁=10Ω，滑動(dòng)變阻器的最大電阻值為20Ω，不考慮燈絲電阻隨溫度變化，下列說法正確的是（　�。�

A．當(dāng)開關(guān)S閉合、S₁斷開，若燈泡L正常發(fā)光，則變阻器連入電路的電阻是10Ω

B．當(dāng)開關(guān)S閉合、S₁斷開，若電流表的示數(shù)為0.4A，燈泡L的實(shí)際電功率是3.2W

C．開關(guān)S、S₁都閉合，將變阻器的滑片P移到最右端，電壓表的示數(shù)為6V

D．開關(guān)S、S₁都閉合，將變阻器的滑片P移到最左端，燈泡仍能發(fā)光，電流表的示數(shù)為1.8A

Answer 1

分析：當(dāng)開關(guān)S閉合、S₁斷開時(shí)，R₁沒有接入電路，燈泡L與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，R₁沒有接在電路中，總電壓等于電源電壓，電壓表測燈泡電壓；
當(dāng)開關(guān)S、S₁都閉合時(shí)，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，再與R₁并聯(lián)，電壓表測燈泡電壓，電流表測干路電流，即兩支路電流之和．
A、已知燈泡正常發(fā)光，可求出此時(shí)的電流，電源電壓減去燈泡的電壓就是滑動(dòng)變阻器的電壓，根據(jù)R=

U

I

可以求出滑動(dòng)變阻器連入的電阻；
B、根據(jù)R=

U2

P

算出燈泡的電阻，因?yàn)轭}中已知電阻受溫度影響忽略，所以燈泡電阻認(rèn)為是定值，再根據(jù)P=I²R算出實(shí)際功率；
C、燈泡與滑動(dòng)變阻器的總電壓仍等于電源電壓，滑片在最右端時(shí)根據(jù)I=

U

R

算出燈泡所在支路的電流，其中U為電源電壓，R為燈泡與滑動(dòng)變阻器電阻和，根據(jù)U=IR算出燈泡兩端電壓；
D、燈泡兩端電壓等于電源電壓，當(dāng)燈泡的實(shí)際電壓不超過它的額定電壓1.2倍時(shí)，燈泡不會(huì)馬上燒壞，只是影響使用壽命，根據(jù)I=

U

R

分別算出此時(shí)通過燈泡的電流和通過R₁的電流，求和即為電流表的示數(shù)．

解答：解：
開關(guān)S閉合、S₁斷開時(shí)，等效電路圖如圖1；
開關(guān)S、S₁都閉合，滑片在最右端等效電路圖如圖2，滑片在最左端等效電路圖如圖3．


A、如圖1，燈泡L正常發(fā)光，I_滑=I_L=

PL

UL

=

5W

10V

=0.5A，U_滑=U_總-U_L=12V-10V=2V，R_滑=

U滑

I滑

=

2V

0.5A

4Ω，故A錯(cuò)誤；
B、如圖1，燈泡的電阻為R_L=

UL2

PL

=

(10V)2

5W

=20Ω，燈泡實(shí)際功率為P_L實(shí)=I_實(shí)²R_L=（0.4A）²×20Ω=3.2W，故B正確；
C、如圖2，流過燈泡與滑動(dòng)變阻器的電流為I_L=I_滑=

U

RL+R滑

=

12V

20Ω+20Ω

=0.3A，此時(shí)燈泡兩端電壓為U_L=I_LR_L=0.3A×20Ω=6V，故C正確；
D、如圖3，S、S₁都閉合，滑片P移到最左端時(shí)，燈泡與R₁并聯(lián)，電壓為12V，此時(shí)燈泡所在支路電流為I_L=

U

RL

=

12V

20Ω

=0.6A，R₁所在支路電流為I₁=

U

R1

=

12V

10Ω

=1.2A，電流表在干路，干路電流為I=I_L+I₁=0.6A+1.2A=1.8A，故D正確．
故選BCD．

點(diǎn)評：本題是綜合性較強(qiáng)的電學(xué)計(jì)算題，要求熟練掌握串并聯(lián)電路的電流、電壓規(guī)律和歐姆定律、電功率的計(jì)算公式；題意中不考慮燈泡電阻隨溫度的變化，意思是燈泡的電阻是定值．