Question

10．在如图所示电路中，小灯泡上仅看见“2.5V”字样，滑动变阻器上标有最大阻值40Ω，当闭合S，且将滑片P移至最左端时，小灯泡正常发光，电流表的示数为0.5A（设灯丝电阻不变），求：
（1）电源电压；
（2）小灯泡的灯丝电阻；
（3）将滑片移至变阻器的中点时，电路消耗的总功率．

Answer 1

分析 （1）将滑片P移至最左端时，电路为L的简单电路，电流表测电路中的电流，根据额定电压下灯泡正常发光可知电源的电压；
（2）将滑片P移至最左端时，灯泡正常发光，根据欧姆定律求出灯泡灯丝的电阻；
（3）根据电阻的串联和P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出将滑片移至变阻器的中点时电路消耗的总功率．

解答 解：（1）将滑片P移至最左端时，电路为L的简单电路，电流表测电路中的电流，
因额定电压下灯泡正常发光，
所以，电源的电压U=U_L=2.5V；
（2）将滑片P移至最左端时，灯泡正常发光，
由I=$\frac{U}{R}$可得，灯泡灯丝的电阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{I}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω；
（3）将滑片移至变阻器的中点时，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路消耗的总功率：
P=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{L}+\frac{R}{2}}$=$\frac{（2.5V）^{2}}{5Ω+\frac{40Ω}{2}}$=0.25W．
答：（1）电源电压为2.5V；
（2）小灯泡的灯丝电阻为5Ω；
（3）将滑片移至变阻器的中点时，电路消耗的总功率为0.25W．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等．