Question

9．如圖所示電路，電源電壓為7.5V保持不變，滑動(dòng)變阻器的最大阻值是20Ω，L₁上標(biāo)有2.5V  2.5W，L₂上標(biāo)有2.5V  5W，閉合開(kāi)關(guān)S₁和S₂，當(dāng)燈泡L₁正常發(fā)光時(shí)．

（1）電路中總電流是多少？
（2）電路消耗的總功率是多少？
（3）滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻是多少？
（4）當(dāng)滑片放在最左端時(shí)，電路消耗的總功率是多少？

Answer 1

分析 閉合開(kāi)關(guān)S₁和S₂，當(dāng)燈泡L₁正常發(fā)光時(shí)，兩燈泡并聯(lián)后再與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)．
（1）兩燈泡的額定電壓相等，并聯(lián)時(shí)它們兩端的電壓相等，燈泡L₁正常發(fā)光時(shí)L₂也正常發(fā)光，根據(jù)P=UI求出兩燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出電路中的總電流；
（2）根據(jù)P=UI求出電路消耗的總功率；
（3）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻；
（4）當(dāng)滑片放在最左端時(shí)，接入電路中的電阻為零，電源的電壓與大于兩燈泡的額定電壓，燈泡被燒壞，據(jù)此進(jìn)行解答．

解答 解：閉合開(kāi)關(guān)S₁和S₂，當(dāng)燈泡L₁正常發(fā)光時(shí)，兩燈泡并聯(lián)后再與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)．
（1）因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且兩燈泡的額定電壓相等，
所以，燈泡L₁正常發(fā)光時(shí)L₂也正常發(fā)光，U_并=U₁=U₂=2.5V，
由P=UI可得，兩燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流分別為：
I₁=$\frac{{P}_{1}}{{U}_{1}}$=$\frac{2.5W}{2.5V}$=1A，I₂=$\frac{{P}_{2}}{{U}_{2}}$=$\frac{5W}{2.5V}$=2A，
因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
所以，電路中的總電流：I=I₁+I₂=1A+2A=3A；
（2）電路消耗的總功率：P=UI=7.5V×3A=22.5W；
（3）因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R兩端的電壓：U_R=U-U_并=7.5V-2.5V=5V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻：
R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{5V}{3A}$≈1.67Ω；
（4）當(dāng)滑片放在最左端時(shí)，兩燈泡并聯(lián)直接與電源相連，
因電源的電壓大于兩燈泡的額定電壓，
所以，兩燈泡被燒壞，電路消耗的總功率為0W．
答：（1）電路中總電流是3A；
（2）電路消耗的總功率是22.5W；
（3）滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻是1.67Ω；
（4）當(dāng)滑片放在最左端時(shí)，電路消耗的總功率是0W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，要注意燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等．