Question

【題目】如圖所示電路中，已知電源電壓保持不變，小燈泡L的規(guī)格為“6V 3W”，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為30Ω，R0為定值電阻。

（1）小燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電流為多少？

（2）只閉合開關(guān)S1和S2，將變阻器滑片從最左端a向右滑動(dòng)，當(dāng)變阻器接入電路的阻值為4Ω時(shí)，小燈泡L恰好正常發(fā)光，則電源電壓是多少？

（3）只閉合開關(guān)S1和S3，當(dāng)滑片置于a時(shí)，電壓表示數(shù)為6V，電流表示數(shù)為0.2A，此時(shí)滑動(dòng)變阻器消耗的電功率為1.2W，當(dāng)滑片向右滑動(dòng)到另外某個(gè)位置時(shí)，變阻器消耗的電功率仍然為1.2W，試求在這個(gè)位置時(shí)電流表的示數(shù)。

Answer 1

【答案】（1）0.5A（2）8V（3）0.6A

【解析】

（1）由P＝UI得，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為：

；

（2）閉合開關(guān)S1和S2時(shí)，小燈泡L和變阻器串聯(lián)，電壓表測變阻器兩端的電壓，

因小燈泡L恰好正常發(fā)光，小燈泡兩端電壓為UL＝6V，此時(shí)電路中的電流為IL＝0.5A，此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：UR＝ILR＝0.5A×4Ω＝2V，

所以電源電壓：U總＝UL+UR＝6V+2V＝8V；

（3）閉合開關(guān)S1和S3，定值電阻R0和變阻器串聯(lián)，電壓表測變阻器兩端的電壓，當(dāng)滑片置于a時(shí)，即變阻器兩端的電壓U滑＝6V，電路中的電流為I0＝0.2A，

定值電阻兩端的電壓：U0＝U總﹣U滑＝8V﹣6V＝2V，定值電阻的阻值：；

當(dāng)滑片滑到另外某個(gè)位置時(shí)，設(shè)此時(shí)電流表的示數(shù)為I，電壓表的示數(shù)為U滑′，

由題意知，P滑＝U滑′I＝1.2W……①，

又U總＝U滑′+IR0，即8V＝U滑′+10ΩI……②，

所以由①②可得：1.2W＝（8V﹣10ΩI）I，即10ΩI2﹣8VI+1.2W＝0，解方程得I1＝0.2A或I2＝0.6A，

故在這個(gè)位置時(shí)電流表的示數(shù)I＝I2＝0.6A。