题目内容
如图1所示是某实验小组研究灯泡亮度与灯泡实际功率的关系所设计的电路，电源电压保持不变．当断开开关S1，闭合开关S和S2，滑动变阻器的滑片P移至B端接入电路中的电阻为R2时，电流表的示数为I1，电阻R1的电功率为P1，当滑片P移至A端时，电流表的示数为I2=0.15A，电阻R1的电功率为P1′，且P1：P1′=1：4；断开开关S2，闭合开关S和S1，滑动变阻器的滑片P由B端移至A端的过程中，电流表和电压表的示数变化图象如图2所示；当滑片P滑至A端时，闭合开关S、S1和S2，灯泡正常发光，此时电流表的示数为0.35A．
求：
（1）R1：R2；
（2）电源电压；
（3）灯泡的额定功率．
解：当滑片P滑至B端时，断开开关S1，闭合开关S和S2，电路如图甲所示；
当滑片P滑至A端时，断开开关S1，闭合开关S和S2，电路如图乙所示；
当滑片P在B端时，断开开关S2，闭合开关S和S1，电路如图丙所示；
当滑片P滑至A端时，闭合开关S、S1和S2，灯泡正常发光，电路如图丁所示．
（1）在甲、乙两图中，电阻R1不变
∵
=
=
，
∴
=
，
∵总电压U一定：
∴=
=
即：
=
；
（2）由丙图知：RL=
=
=20Ω，
I3=
=0.1A---------①
在乙图中：I2=
=0.15A---------②
由①、②和R2=R1解得：
R1=
RL=
×20Ω=40Ω
在乙图中，U=I2R1=0.15A×40Ω=6V．
（3）在丁图中，灯泡正常发光．
则灯L的额定功率：
PL0=UL0?IL0=UL0?（I4-I2）=6V×（0.35A-0.15A）=1.2W．
答：（1）R1：R2=1：1；
（2）电源电压为6V；
（3）灯泡的额定功率为1.2W．
分析：先画出四种情况的等效电路图．
（1）根据P=I2R结合图甲和图乙中R1的电功率求出两图中的电流关系，再根据电源的电压不变和电流关系求出R1、R2的阻值关系；
（2）根据丙图结合图象两电表的示数求出灯泡的电阻，根据欧姆定律和电阻的串联表示出图乙、图丙中的电流结合电阻电阻关系求出R1的阻值，根据欧姆定律结合图乙求出电源的电压；
（3）根据并联电路独立工作、互不影响结合图乙和图丁得出灯泡正常发光时的电流，根据P=UI求出灯泡的额定功率．
点评：本题是有关欧姆定律、电功率的综合计算题目．在解题过程中，注意电路的分析，根据已知条件分析出各种情况下的等效电路图，同时要注意在串联电路中各物理量之间的关系，结合题目中给出的已知条件进行解决．
当滑片P滑至A端时，断开开关S1，闭合开关S和S2，电路如图乙所示；
当滑片P在B端时，断开开关S2，闭合开关S和S1，电路如图丙所示；
当滑片P滑至A端时，闭合开关S、S1和S2，灯泡正常发光，电路如图丁所示．
（1）在甲、乙两图中，电阻R1不变
∵
==，∴
=，∵总电压U一定：
∴
==即：
=；（2）由丙图知：RL=
==20Ω，I3=
=0.1A---------①在乙图中：I2=
=0.15A---------②由①、②和R2=R1解得：
R1=
RL=×20Ω=40Ω在乙图中，U=I2R1=0.15A×40Ω=6V．
（3）在丁图中，灯泡正常发光．
则灯L的额定功率：
PL0=UL0?IL0=UL0?（I4-I2）=6V×（0.35A-0.15A）=1.2W．
答：（1）R1：R2=1：1；
（2）电源电压为6V；
（3）灯泡的额定功率为1.2W．
分析：先画出四种情况的等效电路图．
（1）根据P=I2R结合图甲和图乙中R1的电功率求出两图中的电流关系，再根据电源的电压不变和电流关系求出R1、R2的阻值关系；
（2）根据丙图结合图象两电表的示数求出灯泡的电阻，根据欧姆定律和电阻的串联表示出图乙、图丙中的电流结合电阻电阻关系求出R1的阻值，根据欧姆定律结合图乙求出电源的电压；
（3）根据并联电路独立工作、互不影响结合图乙和图丁得出灯泡正常发光时的电流，根据P=UI求出灯泡的额定功率．
点评：本题是有关欧姆定律、电功率的综合计算题目．在解题过程中，注意电路的分析，根据已知条件分析出各种情况下的等效电路图，同时要注意在串联电路中各物理量之间的关系，结合题目中给出的已知条件进行解决．
练习册系列答案
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（2011?青云谱区模拟）如图1所示是某实验小组在“测量小灯泡的电阻”实验中设计的电路图，所用小灯泡标有“2.5V”字样．
如图1所示是某实验小组在“测量小灯泡的电阻”实验中设计的电路图，所用小灯泡标有“2.5V”字样．
如图1所示是某实验小组在“测量小灯泡的电阻”实验中设计的电路图，所用小灯泡标有“2.5V”字样．
（1）该实验的原理是______．
（2）若连好电路闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数．接下来应进行的操作______．
A．更换开关 B．更换小灯泡
C．检查电路是否断路 D．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
（3）若在规范连接好电路后发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不亮，电流表示数为0，电压表示数较大，则故障原因是______．
（4）若某次测量时电压表的示数为1.5V，电流表的示数如图2所示，则电流表的示数为______A，此时灯泡的电阻为______Ω．接着用这个电路测小灯泡的额定功率，滑片应向______（选填“左”或“右”）移动．该组同学在实验中又通过调节滑动变阻器滑片，测出通过灯泡的不同电流和对应的电压值，如表所示．则小灯泡的额定功率是______W．
| 实验次数 | 电压U/V | 电流I/A | 灯泡亮度 |
| 1 | 2.0 | 0.26 | 几乎不亮 |
| 2 | 2.5 | 0.30 | 发光正常 |
| 3 | 3.0 | 0.32 | 发光强烈 |
如图1所示是某实验小组在“测量小灯泡的电阻”实验中设计的电路图，所用小灯泡标有“2.5V”字样．
（1）该实验的原理是______．
（2）若连好电路闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数．接下来应进行的操作______．
A．更换开关 B．更换小灯泡
C．检查电路是否断路 D．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
（3）若在规范连接好电路后发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不亮，电流表示数为0，电压表示数较大，则故障原因是______．
（4）若某次测量时电压表的示数为1.5V，电流表的示数如图2所示，则电流表的示数为______A，此时灯泡的电阻为______Ω．接着用这个电路测小灯泡的额定功率，滑片应向______（选填“左”或“右”）移动．该组同学在实验中又通过调节滑动变阻器滑片，测出通过灯泡的不同电流和对应的电压值，如表所示．则小灯泡的额定功率是______W．
（5）该组同学通过计算发现几次实验灯丝电阻是不同的，能否取三次测量的平均值作为灯泡的电阻大小呢？答：______；这是因为：______．
（1）该实验的原理是______．
（2）若连好电路闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数．接下来应进行的操作______．
A．更换开关 B．更换小灯泡
C．检查电路是否断路 D．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
（3）若在规范连接好电路后发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不亮，电流表示数为0，电压表示数较大，则故障原因是______．
（4）若某次测量时电压表的示数为1.5V，电流表的示数如图2所示，则电流表的示数为______A，此时灯泡的电阻为______Ω．接着用这个电路测小灯泡的额定功率，滑片应向______（选填“左”或“右”）移动．该组同学在实验中又通过调节滑动变阻器滑片，测出通过灯泡的不同电流和对应的电压值，如表所示．则小灯泡的额定功率是______W．
| 实验次数 | 电压U/V | 电流I/A | 灯泡亮度 |
| 1 | 2.0 | 0.26 | 几乎不亮 |
| 2 | 2.5 | 0.30 | 发光正常 |
| 3 | 3.0 | 0.32 | 发光强烈 |
