Question

14．在如圖所示的電路中，已知電源電壓恒為10V，定值電阻R₀的阻值為10Ω，燈泡的額定電壓為6V，不計燈絲阻值變化．當(dāng)開關(guān)S₁、S₃斷開，S₂閉合時，移動滑片P，燈泡正常發(fā)光時，電流表示數(shù)為0.6A；當(dāng)開關(guān)S₁、S₂和S₃均閉合，滑片P置于滑動變阻器R的中點(diǎn)時，滑動變阻器R消耗的電功率為5W．
（1）燈泡的額定功率．
（2）當(dāng)只閉合開關(guān)S₁時，電流表的示數(shù)．
（3）當(dāng)開關(guān)S₁，S₂、S₃全部閉合，滑片P置于中點(diǎn)時，電流表的示數(shù)．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)開關(guān)S₁、S₃斷開，S₂閉合時，燈泡與滑動變阻器R串聯(lián)，電流表測電路中的電流，燈泡正常發(fā)光時的功率和額定功率相等，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率；
（2）當(dāng)只閉合開關(guān)S₁時，電路為R₀的簡單電路，電流表測電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出電流表的示數(shù)；
（3）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂和S₃均閉合，滑片P置于滑動變阻器R的中點(diǎn)時，R₀與$\frac{1}{2}$R并聯(lián)，電流表測干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響得出通過R₀的電流，根據(jù)P=UI求出通過滑動變阻器R的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出干路電流．

解答 解：（1）開關(guān)S₁、S₃斷開，S₂閉合時，燈泡與滑動變阻器R串聯(lián)，電流表測電路中的電流，
因燈泡正常發(fā)光，電流表示數(shù)為0.6A，
所以，燈泡額定功率：
P_L=U_LI₁=6V×0.6A=3.6W；
（2）當(dāng)只閉合開關(guān)S₁時，電路為R₀的簡單電路，電流表測電路中的電流，
則電路中電流表的示數(shù)：
I₂=$\frac{U}{{R}_{0}}$=$\frac{10V}{10Ω}$=1A；
（3）當(dāng)開關(guān)S₁、S₂和S₃均閉合，滑片P置于滑動變阻器R的中點(diǎn)時，R₀與$\frac{1}{2}$R并聯(lián)，電流表測干路電流，
因并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響，
所以，通過R₀的電流仍為I₂=1A，
由P=UI可得，通過滑動變阻器R的電流：
I_R=$\frac{{P}_{R}}{U}$=$\frac{5W}{10V}$=0.5A，
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，干路電流表的示數(shù)：
I=I_R+I₂=0.5A+1A=1.5A．
答：（1）燈泡的額定功率為3.6W；
（2）當(dāng)只閉合開關(guān)S₁時，電流表的示數(shù)為1A；
（3）當(dāng)開關(guān)S₁，S₂、S₃全部閉合，滑片P置于中點(diǎn)時，電流表的示數(shù)為1.5A．

點(diǎn)評 本題考查了并聯(lián)電路的特點(diǎn)和電功率公式、歐姆定律的應(yīng)用，分清電路的連接方式是解題的關(guān)鍵．