Question

3．如圖是某同學(xué)學(xué)習(xí)電學(xué)設(shè)計(jì)的一電路，其中L_n1為“6V 3W”，L₂為“6V 6W”的小燈泡，R₁為“18Ω 1.5A”的滑動(dòng)變阻器，當(dāng)該電路閉合開(kāi)關(guān)S，S₁，S₂，滑動(dòng)變阻器的滑片P移至b端時(shí)，兩燈都正常發(fā)光（電源電壓不變），求：
（1）電源電壓；
（2）兩燈都正常發(fā)光時(shí)電流表的示數(shù)；
（3）若S，S₂閉合，S₁斷開(kāi)，電流表示數(shù)為0.25A時(shí)，求此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻阻值．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)該電路閉合開(kāi)關(guān)S、S₁、S₂，滑動(dòng)變阻器的滑片P移至b端時(shí)，兩燈并聯(lián)，且都正常發(fā)光，說(shuō)明電源電壓與燈泡的額定電壓相同．
（2）電流表測(cè)量干路電流，已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)公式I=$\frac{P}{U}$可求兩燈都正常發(fā)光時(shí)電流表的示數(shù)．
（3）S、S₂閉合、S₁斷開(kāi)，綠燈與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，根據(jù)公式R=$\frac{U}{I}$求出電路的總電阻，進(jìn)一步求出滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻．

解答 解：（1）由于當(dāng)該電路閉合開(kāi)關(guān)S、S₁、S₂，滑動(dòng)變阻器的滑片P移至b端時(shí)，兩燈直接并聯(lián)在電源兩端；且都正常發(fā)光，則電源電壓與燈泡的額定電壓相同為U=6V．
（2）由于L_紅與L_綠并聯(lián)且正常發(fā)光，則由P=UI得：
I₁=$\frac{{P}_{1}}{U}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，I₂=$\frac{{P}_{2}}{U}$=$\frac{6W}{6V}$=1A；
根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知：
干路電流I=I₁+I₂=0.5A+1A=1.5A．
（3）S、S₂閉合、S₁斷開(kāi)，綠燈與滑動(dòng)變阻器連入的部分電阻R₁串聯(lián)，
由I=$\frac{U}{R}$得：
電路總電阻R_總=$\frac{U}{I′}$=$\frac{6V}{0.25A}$=24Ω，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得：綠燈的電阻R_綠=$\frac{{{U}_{額}}^{2}}{{P}_{2}}$=$\frac{（6V）^{2}}{6W}$=6Ω，
變阻器連入電路的電阻為R₁=R_總-R_綠=24Ω-6Ω=18Ω．
答：（1）電源電壓為6V；
（2）兩燈都正常發(fā)光時(shí)電流表的示數(shù)為1.5A；
（3）此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為18Ω．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電壓、電流和電阻的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，重點(diǎn)時(shí)判斷電路的連接情況，難點(diǎn)是畫(huà)等效電路圖．