Question

18．如圖所示電路，電源電壓保持不變，定值電阻R₁=15Ω，燈泡的額定功率為1.5W．（1）只閉合開關(guān)S₁，將滑動變阻器的滑片移至最左端時，電流表的示數(shù)為0.6A，求電源電壓；
（2）只閉合開關(guān)S₂，當(dāng)移動滑動變阻器的滑片使燈泡正常發(fā)光時，電流表的示數(shù)為0.5A，求滑動變阻器此時接入電路的阻值；
（3）只閉合開關(guān)S₂，當(dāng)移動滑片使滑動變阻器接入電路的阻值為20Ω時，變阻器消耗實際功率為0.8W，求此時電路消耗的總功率．

Answer 1

分析 （1）只閉合開關(guān)S₁，將滑動變阻器的滑片移至最左端時，電路為R₁的簡單電路，電流表測通過R₁的電流，根據(jù)歐姆定律求出電源的電壓；
（2）只閉合開關(guān)S₂，燈泡L與R₂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，根據(jù)P=I²R求出燈泡的電阻，利用電阻的串聯(lián)求出滑動變阻器此時接入電路的阻值；
（3）只閉合開關(guān)S₂，當(dāng)移動滑片使滑動變阻器接入電路的阻值為20Ω時，根據(jù)P=I²R求出電路中的電流，利益P=UI求出此時電路消耗的總功率．

解答 解：（1）只閉合開關(guān)S₁，將滑動變阻器的滑片移至最左端時，電路為R₁的簡單電路，電流表測通過R₁的電流，
由I=$\frac{U}{R}$可得，電源的電壓：
U=I₁R₁=0.6A×15Ω=9V；
（2）只閉合開關(guān)S₂，燈泡L與R₂串聯(lián)，電流表測電路中的電流，則電路中的總電阻：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{9V}{0.5A}$=18Ω，
因燈泡正常發(fā)光，
所以，由P=I²R可得，燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{P}_{L}}{{I}^{2}}$=$\frac{1.5W}{（0.5A）^{2}}$=6Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，滑動變阻器此時接入電路的阻值：
R₂=R-R_L=18Ω-6Ω=12Ω；
（3）只閉合開關(guān)S₂，當(dāng)移動滑片使滑動變阻器接入電路的阻值為20Ω時，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流：
I′=$\sqrt{\frac{{P}_{2}}{{R}_{2}′}}$=$\sqrt{\frac{0.8W}{20Ω}}$=0.2A，
此時電路消耗的總功率：
P=UI′=9V×0.2A=1.8W．
答：（1）電源電壓為9V；
（2）只閉合開關(guān)S₂，當(dāng)移動滑動變阻器的滑片使燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器此時接入電路的阻值為12Ω；
（3）只閉合開關(guān)S₂，當(dāng)移動滑片使滑動變阻器接入電路的阻值為20Ω時，電路消耗的總功率為1.8W．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，要注意燈泡正常發(fā)光時的功率和額定功率相等．