Question

4．如图所示，电源电压恒定，小灯泡上标有“2V  1W”的字样，滑动变阻器R₂的最大阻值为50Ω．求：
（1）小灯泡正常发光时的电阻；
（2）断开开关S₁，闭合开关S、S₂、S₃，将滑片P移到距a端的长度为总长ab的5分之1位置时，小灯泡L恰好正常发光，电源电压是多少？

Answer 1

分析 （1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出小灯泡正常发光时的电阻；
（2）断开开关S₁，闭合开关S、S₂、S₃时，L与R₂串联，小灯泡L恰好正常发光，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中的电流，再根据欧姆定律求出滑动变阻器两端的电压，利用串联电路的电压特点求出电源的电压．

解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，小灯泡正常发光时的电阻：
R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（2V）^{2}}{1W}$=4Ω；
（2）断开开关S₁，闭合开关S、S₂、S₃时，L与R₂串联，小灯泡L恰好正常发光，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，电路中的电流：
I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2V}{4Ω}$=0.5A，
滑动变阻器接入电路中的电阻R₂=$\frac{1}{5}$×50Ω=10Ω，其两端的电压：
U₂=IR₂=0.5A×10Ω=5V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源的电压：
U=U_L+U₂=2V+5V=7V．
答：（1）小灯泡正常发光时的电阻为4Ω；
（2）电源的电压是7V．

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，分清电路的连接方式和知道额定电压下灯泡正常发光是关键．