题目内容

16．如图所示，电源电压恒定，小灯泡上有“2V  4Ω”的字样，滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω，若灯泡两端电压高出额定电压，灯泡就会开路．求：
（1）断开开关S1．闭合开关S、S2、S3，将滑片P移动距a端的长度为总长ab的$\frac{1}{5}$位置时，小灯泡L恰好正常发光，电源电压是多少？
（2）断开开关S2，闭合开关S、S1、S3，将滑片P移到a端时，电流表示数为2A，此时电压表示数是多少？定值电阻R1的阻值是多少？

分析 （1）断开S1．闭合S、S2、S3，L与R2串联，P移动距a端的长度为总长ab的$\frac{1}{5}$位置，灯L正常发光，先计算灯泡电流，再由串联电路特点和欧姆定律计算电源电压；
（2）断开S2，闭合S、S1、S3，滑片P移到a端时，L与R1并联，根据并联电路电压特点可知电压表示数，灯泡电压高于其额定电压，根据欧姆定律计算R1的阻值．

解答 解：
（1）由电路图可知，当断开S1．闭合开关S、S2、S3，L与R2串联，滑动变阻器连入阻值为R滑=$\frac{1}{5}$×50Ω=10Ω，
此时灯泡L恰好正常发光，电路中电流：
I=IL=$\frac{{U}_{额}}{{R}_{L}}$=$\frac{2V}{4Ω}$=0.5A，
由串联电路电阻特点和欧姆定律可得电源电压：
U=IR总=I（RL+R滑）
=0.5A×（4Ω+10Ω）
=7V；
（2）当断开S2，闭合S、S1、S3，将滑片P移到a端时，L与R1并联，电流表测干路电流，
由并联电路的电压特点可知：U=UL′=U1=7V，
灯泡两端电压高出额定电压4V，灯泡开路，所以电路中只有R1连入电路，电压表示数为7V，
由欧姆定律可得：
R1=$\frac{U}{I′}$=$\frac{7V}{2A}$=3.5Ω．
答：（1）电源电压是7V；
（2）断开开关S2，闭合开关S、S1、S3，将滑片P移到a端时，此时电压表示数是7V，定值电阻R1的阻值是3.5Ω．

点评 本题考查串、并联电路特点、欧姆定律的应用，解题的关键是正确分析开关在不同状态下电路的结构．

练习册系列答案
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