Question

在如圖所示電路中，電源兩端電壓和標(biāo)有“6V 3W”字樣的小燈泡燈絲電阻均保持不變．當(dāng)開關(guān)S閉合、滑動(dòng)變阻器R₂的滑片P滑到a端時(shí)，電流表的示數(shù)為0.75A，小燈泡正常發(fā)光．求：
（1）定值電阻R₁；
（2）當(dāng)開關(guān)S斷開，電壓表的示數(shù)為1.2V時(shí)，滑動(dòng)變阻器R₂的電阻值；
（3）當(dāng)開關(guān)S斷開，電壓表的示數(shù)為3.6V時(shí)，電路消耗的總電功率P_總．

Answer 1

已知：U_L=6V，P_L=3W，I=0.75A
求：R₁，R₂，P_總
解：（1）開關(guān)S閉合，滑片在a端時(shí)，燈泡和定值電阻并聯(lián)，則U=U_R=U_L，
通過燈泡中的電流：=0.5A，
通過電阻中的電流：I_R=I-I_L=0.75A-0.5A=0.25A，
定值電阻：=24Ω；

（2）燈泡兩端的電壓：U₁=U-U₂=6V-1.2V=4.8V，
燈泡的電阻：==12Ω，
電路中的電流：I₁===0.4A，
滑動(dòng)變阻器R₂的電阻值：R₂===3Ω．

（3）燈泡兩端的電壓：U₁′=U-U₂′=6V-3.6V=2.4V，
電路中的電流：I₁′==0.2A，
電路中消耗的總電功率：P_總=UI₁′=6V×0.2A=1.2W．
答：（1）定值電阻R₁為24Ω；
（2）當(dāng)開關(guān)S斷開，電壓表的示數(shù)為1.2V時(shí)，滑動(dòng)變阻器R₂的電阻值為3Ω；
（3）當(dāng)開關(guān)S斷開，電壓表的示數(shù)為3.6V時(shí)，電路消耗的總電功率P_總為1.2W．
分析：（1）開關(guān)S閉合時(shí)，電阻R₁和燈泡L并聯(lián)，燈泡正常發(fā)光；已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)I=求出通過燈泡的電流，則有U=U_R=U_L，I_R=I-I_L，再利用R₁=求出定值電阻R₁的大��；
（2）開關(guān)S斷開時(shí)，燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)；已知電源電壓和電壓表的示數(shù)，根據(jù)電源電壓等于各部分電壓之和求出燈泡兩端電壓，再利用歐姆定律求出電路中的電流，最后根據(jù)R=求出滑動(dòng)變阻器R₂的電阻值；
（3）開關(guān)S斷開時(shí)，燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)；根據(jù)電源電壓等于各部分電壓之和求出燈泡兩端電壓，再利用歐姆定律求出電路中的電流，最后根據(jù)P=UI求出電路消耗的總電功率．
點(diǎn)評(píng)：會(huì)識(shí)別串并聯(lián)電路，會(huì)根據(jù)串并聯(lián)電路的電壓和電流規(guī)律計(jì)算電壓值和電流值，會(huì)熟練應(yīng)用歐姆定律的計(jì)算公式和電功率的計(jì)算公式．