Question

8．一只燈泡上標(biāo)有“9V 3W”字樣，把它跟滑動(dòng)變阻器R（20Ω、2A）和安培表（0-0.6A）串聯(lián)組成如圖所示的電路，電源電壓為15V．
（1）S₁閉合，S₂斷開，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)L正常發(fā)光時(shí)，安培表的示數(shù)是多少？
（2）滑片P的位置不變，再將S₂閉合，此時(shí)安培表的示數(shù)是多少？此時(shí)滑動(dòng)變阻器消耗的電功率是多少？

Answer 1

分析 （1）電流表與燈泡串聯(lián)，電流表的示數(shù)等于燈泡的額定電流；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓關(guān)系，計(jì)算出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，由歐姆定律計(jì)算出其電阻；
當(dāng)S₂閉合時(shí)，燈泡被短路，則可根據(jù)I=$\frac{U}{R}$計(jì)算出電路中的電流，由P=UI計(jì)算出滑動(dòng)變阻器的電阻值．

解答 解：（1）S₁閉合，S₂斷開時(shí)，燈泡、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，燈泡正常發(fā)光，由P=UI可得，電路中的電流：I=I_額=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{3W}{9V}$=$\frac{1}{3}$A≈0.33A；
（2）S₁閉合，S₂斷開時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U_滑=U-U_額=15V-9V=6V；
由I=$\frac{U}{R}$得，滑動(dòng)變阻器的阻值R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{6V}{\frac{1}{3}A}$=18Ω
將S₂閉合后，燈泡被短路，則滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U_滑=U=15V；
則此時(shí)電路中的電流I′=$\frac{{U}_{滑}′}{{R}_{滑}}$=$\frac{15V}{18Ω}$=$\frac{5}{6}$A≈0.83A
則P_滑=U_滑′I′=15V×$\frac{5}{6}$A=12.5W．
答：（1）當(dāng)L正常發(fā)光時(shí)，安培表的示數(shù)是0.33A；
（2）再將S₂閉合，安培表的示數(shù)是0.83A；此時(shí)滑動(dòng)變阻器消耗的電功率是12.5W．

點(diǎn)評 本題主要考查了歐姆定律在串聯(lián)中的應(yīng)用及電功率的計(jì)算，在掌握基本公式的同時(shí)，也要注意物理量的統(tǒng)一性，能夠計(jì)算出滑動(dòng)變阻器的電壓值是解決問題的關(guān)鍵．