Question

（2004?泰州）如圖所示，電源電壓不變，燈L₁標(biāo)有“12V 9W”，L₂標(biāo)有“10V 5W”，滑動(dòng)變阻器R阻值的變化范圍為0～20Ω．
（1）當(dāng)S₁、S₂、S₃都閉合時(shí)，燈L₁恰能正常發(fā)光，電流表的示數(shù)為1.55A，則電源的電壓和變阻器R接入電路的阻值各是多大？
（2）當(dāng)S₁閉合，S₂、S₃都斷開時(shí)，燈L₂在1min內(nèi)消耗的電能是多少？

Answer 1

分析：（1）當(dāng)S₁、S₂、S₃都閉合時(shí)，燈L₁與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，燈L₂被短路，電流表測(cè)量干路電流；根據(jù)燈L₁恰能正常發(fā)光，先確定電源電壓，然后求出燈L₁的額定電流，最后根據(jù)干路電流和歐姆定律求出變阻器接入電路的阻值；
（2）當(dāng)S₁閉合，S₂、S₃都斷開時(shí)，燈L₁和燈L₂串聯(lián)連接；先根據(jù)兩燈泡的銘牌分別求出燈泡的電阻，然后根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流，最后根據(jù)Q=I²Rt求出燈L₂在1min內(nèi)消耗的電能．

解答：解：（1）當(dāng)S₁、S₂、S₃都閉合時(shí)，燈L₁與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，并且燈L₁正常發(fā)光，因此電源電壓為12V；
通過燈L₁的電流I₁=

P1

U1

=

9W

12V

=0.75A；
則變阻器R接入電路的阻值：R=

U

I

=

12V

1.55A-0.75A

=15Ω．
（2）當(dāng)S₁閉合，S₂、S₃都斷開時(shí)，燈L₁和燈L₂串聯(lián)連接；
R₁=

U 2 1

P1

=

(12V)2

9W

=16Ω，
R₂=

U 2 2

P2

=

(10V)2

5W

=20Ω，
電路中的電流 I=

U

R1+R2

=

12V

16Ω+20Ω

=

1

3

A，
燈L₂在1min內(nèi)消耗的電能是Q=I²R₂t=(

1

3

A)2×20Ω×60t=133.3J．
答：（1）電源電壓為12V；變阻器R接入電路的阻值為15Ω；
（2）燈L₂在1min內(nèi)消耗的電能是133.3J．

點(diǎn)評(píng)：本題綜合性較強(qiáng)，考查的內(nèi)容較多：會(huì)辨別串、并聯(lián)，會(huì)用歐姆定律和電功計(jì)算，會(huì)進(jìn)行電路動(dòng)態(tài)分析，知道串聯(lián)電路的特點(diǎn)、并聯(lián)電路的特點(diǎn)．