Question

【题目】如图所示的电路，灯泡L标有“6V“的字样，滑动变阻器R的最大阻值为20Ω，当闭合S1，断开S2，灯泡L恰好正常发光，电流表示数为0.2A；当断开S1，闭合S2，且滑动变阻器的滑片移到最右端时，电压表读数为4V（假设灯丝电阻不变）求：

（1）电源电压；

（2）R0的阻值；

（3）当S1、S2同时闭合，且滑动变阻器的滑片移到最左端．通电5min整个电路消耗的电能．

Answer 1

【答案】（1）6V；（2）10Ω；（3）1440J

【解析】试题分析：（1）当闭合S1，断开S2，电路只有灯泡有电流通过，已知U额=6V且灯泡正常发光，所以，电源电压：U=U额=6V；（2）当断开S1，闭合S2，且滑动变阻器的滑片移到最右端时，定值电阻R0和整个滑动变阻器串联，电压表测变阻器两端的电压，定值电阻两端电压：U0=U-UR=6V-4V=2V，由串联分压规律可得：U0/UR=R0/R=2V/4V=1/2，所以R0的阻值：R0=1/2R=1/2×20Ω=10Ω；（3）由I=U/R可得，灯泡的电阻：RL=U额/I额=6V/0.2A=30Ω；当S1、S2同时闭合，且滑动变阻器的滑片移到最左端，灯泡和定值电阻R0并联，电路的总电阻：R并=RLR0/（RL+R0）=30Ω×10Ω/（30Ω+10Ω）=7.5Ω；通电5min整个电路消耗的电能：W总=U2/Rt=(6V)2/7.5Ω×5×60s=1440J。