Question

如圖所示電路，電源電壓不變，燈泡L標有“6V 3W”字樣．當S閉合，S₁、S₂斷開，滑片P從b端滑到中點時，電流表的示數變化了0.1A，此時電壓表的示數為6V；保持滑片P的位置不變，閉合S₁、S₂，電流表的示數又變化了2A．則電源電壓和定值電阻R的阻值分別為（ ）

A．8V 16Ω
B．8V 4Ω
C．10V 16Ω
D．10V 8Ω

Answer 1

【答案】分析：由燈泡銘牌信息可知燈泡的電阻及額定電流；當S閉合，S₁、S₂斷開時，燈泡及R串聯(lián)，電壓表測L兩端的電壓，因電壓表示數為6V，故燈泡正常發(fā)光，則可知滑動變阻器滑片接中點時電路中的電流；由題意可知當滑片P在b點時電路中的電流；則分別列出滑片在兩個不同位置時歐姆定律表達式，聯(lián)立則可解得電源電壓及R的總阻值．
當將開關全部閉合時，燈泡L被短路，R及滑動變阻器并聯(lián)，則由電流表示數的變化可求得此時干路電流，由歐姆定律求得通過滑動變阻器的電流，則由并聯(lián)電路的電流規(guī)律可求得通過R的電流，由歐姆定律可求得R的阻值．
解答：解：由功率公式可得：
燈泡電阻R_L===12Ω；
燈泡的額定電流I_L===0.5A；
當S閉合，S₁、S₂斷開時，燈泡及滑動變阻器串聯(lián)，且當滑片移到中點時燈泡正常發(fā)光，故此時電路中電流為0.5A．
則由歐姆定律可得：
U=I_L（R_L+）----（1）；
由題意知滑片在b點時，電路中電流為I=I_L-0.1A=0.5A-0.1A=0.4A；
由歐姆定律可得：U=I（R_L+R）-----（2）；
由（1）（2）兩式可得：0.5A×（12Ω+）=0.4A×（12Ω+R）
解得：R=8Ω；
將R代入（1）式，可得：
電源電壓：U=0.5A×（12Ω+4Ω）=8V；
當開關全部閉合時，燈泡L短路，R與R并聯(lián)，則總電阻減小，總電流增大，即電流：I₂=I_L+2A=0.5A+2A=2.5A；
流過滑動變阻器的電流I_R===2A；
則流過R的電流I=I₂-I_R=2.5A-2A=0.5A；
則R的阻值R===16Ω．
故選A．
點評：本題考查了串并聯(lián)電路的特點及歐姆定律的應用，對學生要求較高；在解題時要根據電路中電阻的變化判斷出電流的變化方向，從而準確地確定出電流值．