Question

如圖所示是某實驗小組研究燈泡亮度與燈泡實際功率的關(guān)系所設(shè)計的電路，電源
電壓保持不變。當(dāng)斷開開關(guān)S₁，閉合開關(guān)S和S₂，滑動變阻器的滑片P移至B端接入
電路中的電阻為R₂時， 電流表的示數(shù)為I₁，電阻R₁的電功率為P₁，當(dāng)滑片P移至A
端時，電流表的示數(shù)為I₂＝0.15A，電阻R₁的電功率為P₁′，且P₁∶P₁′＝1∶4；斷開
開關(guān)S₂，閉合開關(guān)S和S₁，滑動變阻器的滑片P由B端移至A端的過程中，電流表
和電壓表的示數(shù)變化圖像如圖所示；當(dāng)滑片P滑至A端時，閉合開關(guān)S、S₁和S₂，
燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)為0.35A。求：

（1）R₁∶R₂ ； （2）電源電壓 ； （3）燈泡的額定功率。

Answer 1

（1）R₁：R₂=1：1；
（2）電源電壓為6V；
（3）燈泡的額定功率為1.2W．

試題分析：解：當(dāng)滑片P滑至B端時，斷開開關(guān)S₁，閉合開關(guān)S和S₂，電路如圖甲所示；
當(dāng)滑片P滑至A端時，斷開開關(guān)S₁，閉合開關(guān)S和S₂，電路如圖乙所示；
當(dāng)滑片P在B端時，斷開開關(guān)S₂，閉合開關(guān)S和S₁，電路如圖丙所示；
當(dāng)滑片P滑至A端時，閉合開關(guān)S、S₁和S₂，燈泡正常發(fā)光，電路如圖丁所示。

(等效電路圖)      
（1）在甲、乙兩圖中，電阻R₁不變
；   則 ：    
總電壓U一定：     則 ：   
（2）由丙圖知：R_L＝＝20W
I₃＝＝0.1A ①     
在乙圖中：I₂＝＝0.15A     ②
由①、②和R₂＝R₁解得：R₁＝R_L＝×20W＝40W
在乙圖中，U＝I₂R₁＝0.15A×40W＝6V   
（3）在丁圖中，燈泡正常發(fā)光。
則燈L的額定功率：P_L0＝U_L0·I_L0＝U_L0· (I₄－I₂)
＝6V×(0.35A－0.15A)＝1.2W  
點評：本題是有關(guān)歐姆定律、電功率的綜合計算題目．在解題過程中，注意電路的分析，根據(jù)已知條件分析出各種情況下的等效電路圖，同時要注意在串聯(lián)電路中各物理量之間的關(guān)系，結(jié)合題目中給出的已知條件進(jìn)行解決．