Question

3．如图所示，已知R₁=20Ω，滑动变阻器的最大阻值R₂=40Ω，小灯泡的额定电压为12V（灯丝电阻不随温度变化），闭合开关S．当开关S₁、S₂都断开，滑动变阻器的滑片P在最左端时，电流表的示数为0.6A，求：
（1）电源电压．
（2）当开关S₁、S₂都闭合，滑动变阻器的滑片P在最右端时，电流表的读数为1.2A，则小灯泡的额定功率是多大？

Answer 1

分析 （1）闭合开关S，当开关S₁、S₂都断开，滑动变阻器的滑片P在最左端时，利用U=IR求出电源电压；
（2）当开关S₁、S₂都闭合，滑动变阻器的滑片P在最右端时，灯和电阻R₂并联，利用R=$\frac{U}{I}$求出小灯泡的电阻，再利用P=UI求出灯的额定功率．

解答 解：（1）闭合开关S，当开关S₁、S₂都断开，滑动变阻器的滑片P在最左端时，R短路、灯L断路，则由I=$\frac{U}{R}$得U=IR₁=0.6A×20Ω=12V，所以电源电压为12V；
（2）当开关S₁、S₂都闭合，滑动变阻器的滑片P在最右端时，灯和电阻R₂并联，所以U₂=U_L=U=12V，通过R₂的电流为I₂=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{2}}$=$\frac{12V}{40Ω}$=0.3A，
则电灯泡中电流为I_L=I_总-I₂=1.2A-0.3A=0.9A；
此时小灯泡两端电压等于其额定电压U_额=12V，则小灯泡的额定功率为P_L=U_LI_L=12A×0.9A=10.8W
答：（1）电源电压12V；
（2）当开关S₁、S₂都闭合，滑动变阻器的滑片P在最右端时，电流表的读数为1.2A，则小灯泡的额定功率是10.8W．

点评 此题主要考查学生对于串并联电路特点和欧姆定律以及电功率公式的理解和掌握．