Question

如圖甲所示電路，電源兩端電壓保持不變，R是定值電阻，R₁是滑動變阻器．圖乙中A為通過電阻R的電流與其兩端電壓關系的圖線，B為通過小燈泡L的電流與其兩端電壓關系的圖線．閉合開關S₁，斷開開關S₂，調節(jié)滑動變阻器到某一位置c（圖中未畫出），電壓表的示數為4V，電流表的示數為0.4A．再將開關S₂閉合，將滑動變阻器調到最左端的a點，則此時電路消耗的總功率為    W．

Answer 1

【答案】分析：閉合開關S₁，斷開開關S₂，由甲圖可知，滑動變阻器R₁與燈泡L串聯，電流表測量的是整個電路中的電流，電壓表測量的是滑動變阻器兩端的電壓，知道通過燈泡L的電流，由乙圖中通過小燈泡L的電流與其兩端電壓關系的圖線，判斷出燈泡L兩端的電壓，又知道滑動變阻器兩端的電壓，根據串聯電路電壓的特點可以計算出電源電壓．
再將開關S₂閉合，將滑動變阻器調到最左端的a點，此時滑動變阻器連入電路中的電阻為0Ω，而定值電阻R和燈泡L并聯，有并聯電路電壓的特點可以計算出定值電阻R和燈泡L兩端的電壓，由乙圖中的圖線，判斷出通過定值電阻R和燈泡L的電流，再根據并聯電路電流的特點和電功率的計算公式P=UI計算出此時電路消耗的總功率．
解答：解：閉合開關S₁，斷開開關S₂，由甲圖可知，滑動變阻器R₁與燈泡L串聯，電流表測量的是整個電路中的電流，電壓表測量的是滑動變阻器兩端的電壓，
∴I=I_L=I₁=0.4A，
由乙圖中通過小燈泡L的電流與其兩端電壓關系的圖線B可知，此時燈泡L兩端的電壓為U_L=2V，
而滑動變阻器兩端的電壓為U₁=4V，
∴電源電壓為：U=U_L+U₁=2V+4V=6V．
再將開關S₂閉合，將滑動變阻器調到最左端的a點，此時定值電阻R和燈泡L并聯，
∵電源兩端電壓保持不變，
∴定值電阻R和燈泡L兩端的電壓為：U=U_L′=U=6V，
由乙圖中的圖線可知，當定值電阻R和燈泡L兩端的電壓為6V時，
則通過定值電阻R的電流為0.2A，通過燈泡L的電流為0.5A，
∴此時電路消耗的總功率為：P=UI_并=6V×（0.2A+0.5A）=4.2W．
故答案為：4.2．
點評：本題考查了串、并聯電路電流和電壓的特點，以及對電功率計算公式的理解和應用，同時還考查了開關斷開和閉合對電路串并聯的影響，并可以從圖象中讀取有用的信息．