Question

13．在如圖所示的電路中，燈L₁標(biāo)有“18V  16.2W”．燈泡L₁和L₂的阻值保持不變，電流表的量程為0-0.6A，電壓表的量程為0-15V．請解答下列問題：
（1）閉合開關(guān)S₁、S₃時，燈L₁正常發(fā)光，則電流表示數(shù)是多少？燈L₁電阻是多少？
（2）閉合開關(guān)S₁、S₂、S₃時，燈L₂正常發(fā)光，電路消耗的總功率為27W，則燈泡L₂的阻值為多少？
（3）閉合開關(guān)S₄和S₂．在不損壞電流表、電壓表和電燈的情況下，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電路中的電流達(dá)到允許的最大值．此時滑動變阻器消耗的功率為多少？

Answer 1

分析 （1）閉合開關(guān)S₁、S₃時，只有L₁連入電路，由R=$\frac{{U}^{2}}{P}$計算燈L₁電阻；
（2）閉合開關(guān)S₁、S₂、S₃時，兩燈都正常發(fā)光，計算出L₂功率，由R=$\frac{{U}^{2}}{P}$計算燈L₂電阻；
（3）閉合開關(guān)S₄和S₂，L₂與R₃串聯(lián)，根據(jù)電表量程和L₂的規(guī)格計算滑動變阻器的最大電流．

解答 解：（1）閉合開關(guān)S₁、S₃時，只有L₁連入電路，
電流表示數(shù)是0； 
燈L₁正常發(fā)光，U=U₁=18V，
所以R₁=$\frac{{{U}_{1}}^{2}}{{P}_{1}}$=$\frac{（18V）^{2}}{16.2W}$=20Ω；
（2）閉合開關(guān)S₁、S₂、S₃時，L₁、L₂并聯(lián)，
U=U₁=U₂=18V，所以L₁仍正常發(fā)光，此時L₂正常發(fā)光，
P₂=P-P₁=27W=16.2W=10.8W，
所以R₂=$\frac{{{U}_{2}}^{2}}{{P}_{2}}$=$\frac{（18V）^{2}}{10.8W}$=30Ω；
（3）閉合開關(guān)S₄、S₂時，L₂與R₃串聯(lián)，
當(dāng)滑片左移時，在不損壞電流表和電壓表的情況下：
若I=0.6A，U₂=I₂R₂=IR₂=0.6A×30Ω=18V＞15V，
所以電壓表最大15V時，電流中的最大電流I_max′=$\frac{{U}_{2max}}{{R}_{2}}$=$\frac{15V}{30Ω}$=0.5A，
U₃′=U-U_2max=18V-15V=3V
所以P₃′=U₃′I₃′=U₃′I_max′=3V×0.5A=1.5W．
（1）閉合開關(guān)S₁、S₃時，燈L₁正常發(fā)光，則電流表示數(shù)是0；燈L₁電阻是20Ω；
（2）燈泡L₂的阻值為20Ω；
（3）閉合開關(guān)S₄和S₂．在不損壞電流表、電壓表和電燈的情況下，電流達(dá)到允許的最大值時，滑動變阻器消耗的功率1.5W．

點(diǎn)評 本題考查了串聯(lián)、并聯(lián)電路的電路特點(diǎn)、歐姆定律應(yīng)用和電功率的計算，關(guān)鍵是分析得到不損壞電表情況下電路中的最大電流．有一定難度．