Question

【題目】如圖所示，電源電壓保持不變，燈絲電阻不受溫度影響，滑動(dòng)變阻器的最大電阻為12Ω．當(dāng)S閉合，S1斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器的滑片P在a端時(shí)，電壓表示數(shù)為6V；當(dāng)S、S1都閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片P在b端時(shí)，電流表的示數(shù)為2A．
（1）當(dāng)S、S1都閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片P在b端時(shí)，電壓表的示數(shù)是多少？
（2）電源電壓是多少？
（3）S閉合，S1斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器的滑片P在a端時(shí)，燈L在10min內(nèi)消耗的電能是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：當(dāng)S、S1閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片P在b端時(shí)，燈L與R并聯(lián)，電壓表測(cè)量電流表兩端的電壓，因?yàn)殡娏鞅淼膬?nèi)阻很小，所以電壓表的時(shí)數(shù)為零（幾乎為零）．

答：當(dāng)S、S1都閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片P在b端時(shí)，電壓表的示數(shù)是0；

（2）解：當(dāng)S閉合，S1斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器的滑片P在a端時(shí)，燈L與R串聯(lián)，電壓表測(cè)量R兩端的電壓，電流表測(cè)量電路電流；

電路中的電流：I=IR= = =0.5A；

設(shè)燈L的電阻為RL，電源電壓為U；

由串聯(lián)電路電壓規(guī)律和歐姆定律可得：Ua+IRL=U，即6V+0.5A×RL=U﹣﹣﹣﹣﹣﹣①

當(dāng)S、S1都閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片P在b端時(shí)，燈L與R并聯(lián)，電流表測(cè)量干路電流；

由于并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，則I=IL+I滑，即 + =2A﹣﹣﹣﹣﹣②

聯(lián)立①②解得：U=12V，RL=12Ω；

答：電源電壓是12V；

（3）解：當(dāng)S閉合，S1斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器的滑片P在a端時(shí)，燈L與R串聯(lián)，此時(shí)電路電流為0.5A；

則燈L在10min內(nèi)消耗的電能：WL=I2RLt=（0.5A）2×12Ω×10×60s=1800J．

答：S閉合，S1斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器的滑片P在a端時(shí)，燈L在10min內(nèi)消耗的電能是1800J．

【解析】（1）當(dāng)S、S1閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片P在b端時(shí)，燈L與R并聯(lián)，電壓表測(cè)量電流表兩端的電壓，電壓表測(cè)量電流表兩端電壓，根據(jù)電流表相當(dāng)于導(dǎo)線判斷電壓表的示數(shù)；（2）當(dāng)S閉合，S1斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器的滑片P在a端時(shí)，燈L與R串聯(lián)，電壓表測(cè)量R兩端的電壓，電流表測(cè)量電路電流；根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律表示出電源電壓；S、S1都閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片P在b端時(shí)，燈L與R并聯(lián)，電流表測(cè)量干路電流；根據(jù)并聯(lián)電路電流規(guī)律表示出電流關(guān)系；聯(lián)立關(guān)系式即可求出電源電壓和燈泡的阻值；（3）S閉合，S1斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器的滑片P在a端時(shí)，燈L與R串聯(lián)，直接根據(jù)W=I2Rt即可求出燈L在10min內(nèi)消耗的電能．