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精英家教网如图所示,灯上标有“10V 2W”的字样.当开关S闭合时,灯L恰能正常发光,电压表的示数为2V.当开关S断开时,灯L的实际功率仅为额定功率的
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.求:电阻R2的阻值.
分析:分析电路图知:当开关闭合时,定值电阻R2短路,R1与灯泡串联,电压表测量定值电阻R1两端电压;先根据串联电路的特点求出电源电压,并根据功率计算公式的应用求出电路中的电流;再根据欧姆定律的应用即可求出R1阻值;
开关断开时,灯泡、R1、R2串联,先根据灯泡额定电压和欧姆定律的变形公式求出灯丝的电阻,然后根据灯泡实际功率和灯丝电阻求出电路中的电流,再根据欧姆定律的变形公式求出电路的总电阻,最后根据串联电路电阻的规律求出电阻R2的阻值.
解答:解:当S闭合时,R1与灯泡串联,小灯泡正常发光,
电源电压为U=UL+U2=10V+2V=12V;
∵P=UI,
∴电路电流为I=IL=
PL
UL
=
2W
10V
=0.2A,
∵I=
U
R

∴定值电阻R1阻值:R1=
U1
I
=
2V
0.2A
=10Ω;
当S断开时,灯泡、两个定值电阻串联,
灯泡的电阻为RL=
UL
IL
=
10V
0.2A
=50Ω,
∵P=I2R,
∴此时的电路电流I′=I'L=
P
RL
=
1
4
×2W
50Ω
=0.1A,
电路总电阻为R=
U
I′
=
12V
0.1A
=120Ω,
定值电阻R1的阻值为R1=R-RL-R2=120Ω-10Ω-50Ω=60Ω.
答:定值电阻R2的阻值为60Ω.
点评:此题考查的是串联电路特点、欧姆定律和电功率计算公式及其变形公式的应用,综合性较强,过程较复杂,把握住电源电压和定值电阻、灯泡电阻不变,灵活的选择公式和公式变形,是正确解答此题的关键.
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