Question

9．在如圖的電路中，電源電壓恒為12V，定值電阻R₀為50Ω，滑動(dòng)變阻器的最大值為50Ω，小燈泡上標(biāo)有“6V”字樣，不考慮燈絲電阻變化．若開關(guān)S、S₁、S₂都閉合，當(dāng)滑片P在b端時(shí)，電流表示數(shù)為0.48A．若開關(guān)S閉合，S₁、S₂都斷開，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為20Ω時(shí)，電流表的示數(shù)為0.4A，則小燈泡的額定電功率是3.6W．

Answer 1

分析 （1）若開關(guān)S、S₁、S₂都閉合，定值電阻R₀與滑動(dòng)變阻器R并聯(lián)，當(dāng)滑片P在b端時(shí)，根據(jù)歐姆定律和并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)即可求出干路電流，即為電流表示數(shù)；
（2）若開關(guān)S閉合，S₁、S₂都斷開，L和滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，然后根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出燈泡兩端的電壓，根據(jù)公式R=$\frac{U}{I}$可求燈泡的電阻，利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可求燈泡的額定電功率．

解答 解：（1）若開關(guān)S、S₁、S₂都閉合，定值電阻R₀與滑動(dòng)變阻器R并聯(lián)，
當(dāng)滑片P在b端時(shí)，滑動(dòng)變阻器R接入阻值最大為50Ω，
則通過R的電流：I_R=$\frac{U}{R}$=$\frac{12V}{50Ω}$=0.24A，
通過R₀的電流：I₀=$\frac{U}{{R}_{0}}$=$\frac{12V}{50Ω}$=0.24A，
所以，電流表示數(shù)為I=I₀+I_R=0.24A+0.24A=0.48A；
（2）若開關(guān)S閉合，S₁、S₂都斷開，L和滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)，
由I=$\frac{U}{R}$可得此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：
U_R=I′R′=0.4A×20Ω=8V，
因串聯(lián)電路的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和，
所以，燈泡兩端的電壓：
U_L=U-U_R=12V-8V=4V，
由I=$\frac{U}{R}$可得燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{I′}$=$\frac{4V}{0.4A}$=10Ω，
則燈泡的額定功率為：P_額=$\frac{{U}_{額}^{2}}{{R}_{L}}$=$\frac{（{6V）}^{2}}{10Ω}$=3.6W．
故答案為：0.48；3.6．

點(diǎn)評 本題考查電阻、電流、電壓、電功率等的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是判斷出開關(guān)斷開與閉合時(shí)電路的連接情況，要記住串聯(lián)電路電壓和并聯(lián)電路電流的規(guī)律．