Question

某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)能使燈泡以不同功率工作的電路，電路如圖所示．燈泡的電阻是4歐，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R₃的滑片滑至最右端，開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，燈泡正常發(fā)光，燈泡兩端的電壓是6伏；當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器R₃的滑片在最左端和在最右端時(shí)，電壓表的示數(shù)之比為1：2；當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片在最左端和在最右端時(shí)，電壓表的示數(shù)之比為2：5，則下列正確的是（　�。�

• A、電源電壓是6V
• B、燈泡的額定功率是4W
• C、電阻R₂的阻值2Ω
• D、電阻R₃的阻值4Ω

Answer 1

分析：當(dāng)滑動(dòng)變阻器R₃的滑片滑至最右端，開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，燈泡正常發(fā)光，電路中只有燈泡工作，此時(shí)燈泡兩端的電壓就是電源電壓；
當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器R₃的滑片在最左端時(shí)，電壓表測(cè)量電阻R₂與燈泡兩端的電壓，滑動(dòng)變阻器、電阻、燈泡串聯(lián)，在最右端時(shí)，電壓表測(cè)量電源電壓，燈泡與電阻串聯(lián)；
當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片在最左端時(shí)，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)量燈泡兩端的電壓，在最右端時(shí)，電壓表測(cè)量電源電壓．

解答：解：燈泡正常發(fā)光，燈泡兩端的電壓是6伏，所以電源電壓也為6V，故A正確，
燈泡的額定功率P=

U2

R

=

(6V)2

4Ω

=9W，故B錯(cuò)誤，
當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器R₃的滑片在最左端時(shí)，電阻R₂與燈泡兩端的電壓U₁₂與電源電壓之比為1：2，所以電阻R₂與燈泡兩端的電壓U₁₂=3V，
當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片在最左端時(shí)，燈泡兩端的電壓與電源電壓之比為2：5，所以燈泡兩端的電壓為U_L=2.4V，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為U₃=6V-2.4V=3.6V，
電路電流I₁=

UL

R1

=

2.4V

4Ω

=0.6A，所以滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R₃=

U3

I1

=

3.6V

0.6A

=6Ω，故D錯(cuò)誤，
當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器R₃的滑片在最左端時(shí)，滑動(dòng)變阻器、電阻、燈泡串聯(lián)，電阻R₂與燈泡兩端的電壓U₁₂=3V，所以滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為U₃′=6V-3V=3V，
電路電流I=

U3′

R3

=

3V

6Ω

=0.5A，燈泡兩端的電壓為U₁=IR₁=0.5A×4Ω=2V，所以電阻R₂兩端的電壓為U₂=3V-2V=1V，電阻R₂=

U2

I

=

1V

0.5A

=2Ω．故C正確．
故選A、C．

點(diǎn)評(píng)：本題考查電功率的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是開(kāi)關(guān)斷開(kāi)與閉合時(shí)，以及滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)的過(guò)程中電路的變化情況和電壓表測(cè)量哪一部分電路兩端的電壓，要記住串聯(lián)電路電壓的規(guī)律．