Question

（2004?泰州）如圖所示，電源電壓不變，燈L₁標有“12V 9W”，L₂標有“10V 5W”，滑動變阻器R阻值的變化范圍為0～20Ω．
（1）當S₁、S₂、S₃都閉合時，燈L₁恰能正常發光，電流表的示數為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S₁閉合，S₂、S₃都斷開時，燈L₂在1min內消耗的電能是多少？

Answer 1

分析：（1）當S₁、S₂、S₃都閉合時，燈L₁與滑動變阻器并聯，燈L₂被短路，電流表測量干路電流；根據燈L₁恰能正常發光，先確定電源電壓，然后求出燈L₁的額定電流，最后根據干路電流和歐姆定律求出變阻器接入電路的阻值；
（2）當S₁閉合，S₂、S₃都斷開時，燈L₁和燈L₂串聯連接；先根據兩燈泡的銘牌分別求出燈泡的電阻，然后根據歐姆定律求出電路中的電流，最后根據Q=I²Rt求出燈L₂在1min內消耗的電能．

解答：解：（1）當S₁、S₂、S₃都閉合時，燈L₁與滑動變阻器并聯，并且燈L₁正常發光，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S₁閉合，S₂、S₃都斷開時，燈L₁和燈L₂串聯連接；
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內消耗的電能是133.3J．

點評：本題綜合性較強，考查的內容較多：會辨別串、并聯，會用歐姆定律和電功計算，會進行電路動態分析，知道串聯電路的特點、并聯電路的特點．