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如图所示,电源电压不变,灯L的电阻不随温度变化,断开开关S,先将滑动变阻器R2的滑片P移至b端,电流表的示数为I1,电压表的示数为U1,R2消耗的电功率为2W;再将滑片移至滑动变阻器的a端,电压表的示数为U2;闭合开关S,电流表的示数为I3,此时灯泡正常发光,已知I1:I3=2:5,U1:U2=2:3.求:
(1)灯L的电阻RL与R1的比值.
(2)灯L的额定功率.

【答案】分析:先画出三种情况的等效电路图:
(1)根据欧姆定律表示出图1和图2中电压表的示数,利用定值电阻的阻值不变求出两电路的电流关系,利用图1和图3的电流关系求出图1与图3的电流关系,根据图2和图3中电源的电压不变及欧姆定律得出等式即可求出灯L的电阻RL与R1的比值;
(2)根据欧姆定律和串联电路的特点表示出图1、图3中的电源,利用电源的电压不变得出R2与RL的电阻关系,根据P=I2R表示出图3中灯泡正常发光时的功率,结合电阻关系和电流关系即可求出其大小,此时灯泡的实际功率和额定功率相等.
解答:解:S断开,变阻器滑片P移至b端,RL、R1、R2串联,等效电路图如图1所示;
S断开,变阻器滑片P移至a端,RL、R1串联,等效电路图如图2所示;
S闭合,电路中只有灯L发光,等效电路图如图3所示.

(1)图1和图2中,
∵I=
===
图2和图3中,
∵I1:I3=2:5,
=
∵电源的电压不变,
==
解得:=
(2)图1和图3中,
∵电源的电压不变,
===
解得:=
灯L的额定功率:
PL=I32RL=(I12×R2=I12R2=×2W=15W.
答:(1)灯L的电阻RL与R1的比值为3;2;
(2)灯L的额定功率为15W.
点评:本题考查了学生对串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是画出三种情况的等效电路图;解答此类问题时,可将每一种情况中的已知量和未知量都找出来,仔细分析找出各情况中的关联,即可列出等式求解.
练习册系列答案
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科目:初中物理 来源: 题型:

如图所示,电源电压不变,当开关S1、S2同时闭合时,电流表的示数是0.3A,电压表的示数是6V,R1
20
20
Ω,若两表互换位置,当开关S2闭合、S1断开时,电流表示数是0.2A,R2消耗的功率为
0.4
0.4
W.

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如图所示,电源电压不变,R1=40Ω,R2=20Ω,I1=0.2A.
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10V、10Ω
10V、10Ω

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精英家教网如图所示,电源电压不变,闭合开关S后,滑动变阻器滑片自a向b移动时,电压表V1的示数
 
,电压表V2的示数
 
,电流表的示数
 
.(选填“变大”、“变小”或“不变”)

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