Question

【题目】如图所示，电源电压保持不变，灯丝电阻不受温度影响，滑动变阻器的最大电阻为12Ω．当S闭合，S1断开，滑动变阻器的滑片P在a端时，电压表示数为6V；当S、S1都闭合，滑动变阻器的滑片P在b端时，电流表的示数为2A．
（1）当S、S1都闭合，滑动变阻器的滑片P在b端时，电压表的示数是多少？
（2）电源电压是多少？
（3）S闭合，S1断开，滑动变阻器的滑片P在a端时，灯L在10min内消耗的电能是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：当S、S1闭合，滑动变阻器的滑片P在b端时，灯L与R并联，电压表测量电流表两端的电压，因为电流表的内阻很小，所以电压表的时数为零（几乎为零）．

答：当S、S1都闭合，滑动变阻器的滑片P在b端时，电压表的示数是0；

（2）解：当S闭合，S1断开，滑动变阻器的滑片P在a端时，灯L与R串联，电压表测量R两端的电压，电流表测量电路电流；

电路中的电流：I=IR= = =0.5A；

设灯L的电阻为RL，电源电压为U；

由串联电路电压规律和欧姆定律可得：Ua+IRL=U，即6V+0.5A×RL=U﹣﹣﹣﹣﹣﹣①

当S、S1都闭合，滑动变阻器的滑片P在b端时，灯L与R并联，电流表测量干路电流；

由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和，则I=IL+I滑，即 + =2A﹣﹣﹣﹣﹣②

联立①②解得：U=12V，RL=12Ω；

答：电源电压是12V；

（3）解：当S闭合，S1断开，滑动变阻器的滑片P在a端时，灯L与R串联，此时电路电流为0.5A；

则灯L在10min内消耗的电能：WL=I2RLt=（0.5A）2×12Ω×10×60s=1800J．

答：S闭合，S1断开，滑动变阻器的滑片P在a端时，灯L在10min内消耗的电能是1800J．

【解析】（1）当S、S1闭合，滑动变阻器的滑片P在b端时，灯L与R并联，电压表测量电流表两端的电压，电压表测量电流表两端电压，根据电流表相当于导线判断电压表的示数；（2）当S闭合，S1断开，滑动变阻器的滑片P在a端时，灯L与R串联，电压表测量R两端的电压，电流表测量电路电流；根据串联电路电压规律表示出电源电压；S、S1都闭合，滑动变阻器的滑片P在b端时，灯L与R并联，电流表测量干路电流；根据并联电路电流规律表示出电流关系；联立关系式即可求出电源电压和灯泡的阻值；（3）S闭合，S1断开，滑动变阻器的滑片P在a端时，灯L与R串联，直接根据W=I2Rt即可求出灯L在10min内消耗的电能．