Question

14．（1）如圖1所示，電源電壓不變，燈L標(biāo)有“6V　3W”字樣．當(dāng)閉合開關(guān)S₁時(shí)，燈L正常發(fā)光，它的電阻是12Ω；再閉合開關(guān)S₂，前后兩次電流表的示數(shù)之比為2：3，則電阻R的阻值為24Ω．
（2）如圖2所示，定值電阻R₀與最大阻值為40Ω的滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，閉合開關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P滑到最左端時(shí)，電流表的示數(shù)為0.3A；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P滑到最右端時(shí)，電流表的示數(shù)為0.1A．則定值電阻R₀=20Ω，電源的電壓U=6V．

Answer 1

分析 （1）由燈泡的銘牌可知額定電壓和額定功率，根據(jù)R=$\frac{{U}^{2}}{P}$求出燈泡的電阻；當(dāng)閉合開關(guān)S₁時(shí)，電路為L(zhǎng)的簡(jiǎn)單電路，電流表測(cè)電路中的電流，根據(jù)燈泡正常工作時(shí)的電壓和額定電壓相等可知電源的電壓；再閉合開關(guān)S₂時(shí)L與R并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流；根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)和兩次電流表的示數(shù)關(guān)系求出通過R的電流，再根據(jù)歐姆定律求出R的電阻值．
（2）由電路圖可知，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P滑到最左端時(shí)，電路為R₀的簡(jiǎn)單電路，電流表測(cè)電路中的電流，根據(jù)歐姆定律表示出電源的電壓；當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P滑到最右端時(shí)，R₀與R的最大阻值串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流，根據(jù)的電阻的串聯(lián)和歐姆定律表示出電源的電壓，利用電源的電壓不變求出R₀的阻值，進(jìn)一步求出電源的電壓．

解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻：
R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω；
當(dāng)閉合開關(guān)S₁時(shí)，電路為L(zhǎng)的簡(jiǎn)單電路，
因燈泡正常發(fā)光，
所以，電源的電壓U=U_L=6V；
再閉合開關(guān)S₂時(shí)，L與R并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，
因并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響，
所以，通過L的電流不變，
由P=UI可得，通過燈泡的電流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，前后兩次電流表的示數(shù)之比：
$\frac{{I}_{L}}{{I}_{L}+{I}_{R}}$=$\frac{2}{3}$，
解得：I_R=$\frac{{I}_{L}}{2}$=$\frac{0.5A}{2}$=0.25A，
因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得，電阻R的阻值：
R=$\frac{U}{I_R}$=$\frac{6V}{0.25A}$=24Ω．
（2）由電路圖可知，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P滑到最左端時(shí)，電路為R₀的簡(jiǎn)單電路，電流表測(cè)電路中的電流，
由I=$\frac{U}{R}$可得，電源的電壓：
U′=I₁R₀=0.3A×R₀，
當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P滑到最右端時(shí)，R₀與R的最大阻值串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電源的電壓：
U=I₂（R₀+R_滑）=0.1A×（R₀+40Ω），
因電源的電壓不變，
所以，0.3A×R₀=0.1A×（R₀+40Ω），
解得：R₀=20Ω，
電源的電壓U′=I₁R₀=0.3A×20Ω=6V．
故答案為：（1）12；24；（2）20；6．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，要注意并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響的特點(diǎn)．