Question

（2004?泰州）如图所示，电源电压不变，灯L₁标有“12V 9W”，L₂标有“10V 5W”，滑动变阻器R阻值的变化范围为0～20Ω．
（1）当S₁、S₂、S₃都闭合时，灯L₁恰能正常发光，电流表的示数为1.55A，则电源的电压和变阻器R接入电路的阻值各是多大？
（2）当S₁闭合，S₂、S₃都断开时，灯L₂在1min内消耗的电能是多少？

Answer 1

分析：（1）当S₁、S₂、S₃都闭合时，灯L₁与滑动变阻器并联，灯L₂被短路，电流表测量干路电流；根据灯L₁恰能正常发光，先确定电源电压，然后求出灯L₁的额定电流，最后根据干路电流和欧姆定律求出变阻器接入电路的阻值；
（2）当S₁闭合，S₂、S₃都断开时，灯L₁和灯L₂串联连接；先根据两灯泡的铭牌分别求出灯泡的电阻，然后根据欧姆定律求出电路中的电流，最后根据Q=I²Rt求出灯L₂在1min内消耗的电能．

解答：解：（1）当S₁、S₂、S₃都闭合时，灯L₁与滑动变阻器并联，并且灯L₁正常发光，因此电源电压为12V；
通过灯L₁的电流I₁=

P1

U1

=

9W

12V

=0.75A；
则变阻器R接入电路的阻值：R=

U

I

=

12V

1.55A-0.75A

=15Ω．
（2）当S₁闭合，S₂、S₃都断开时，灯L₁和灯L₂串联连接；
R₁=

U 2 1

P1

=

(12V)2

9W

=16Ω，
R₂=

U 2 2

P2

=

(10V)2

5W

=20Ω，
电路中的电流 I=

U

R1+R2

=

12V

16Ω+20Ω

=

1

3

A，
灯L₂在1min内消耗的电能是Q=I²R₂t=(

1

3

A)2×20Ω×60t=133.3J．
答：（1）电源电压为12V；变阻器R接入电路的阻值为15Ω；
（2）灯L₂在1min内消耗的电能是133.3J．

点评：本题综合性较强，考查的内容较多：会辨别串、并联，会用欧姆定律和电功计算，会进行电路动态分析，知道串联电路的特点、并联电路的特点．