Question

6．图甲是某宾馆床头柜上的开关示意图，图乙是其控制的电路，其中S₁为旋钮开关，单独控制台灯的通断和亮度；S₂为单独控制电视插座的开关．

（1）请在图乙中将电路图连接完整，要求符合安全用电原则．
（2）台灯的铭牌上标有“220 40”，不考虑灯丝电阻随温度的变化的情况下，将滑动变阻器的电阻调为1210Ω时，灯泡的实际功率恰为10W．

Answer 1

分析 （1）灯泡的接法：火线首先过开关，再接入灯泡，零线直接接入灯泡；S₂为单独控制电视插座的开关，则S₂应与电视插座串联；
（2）根据台灯的额定电压和额定功率，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$计算其电阻和实际功率为10W时灯泡两端的电压，再由串联电路的分压原理计算出变阻器连入的阻值．

解答 解：
（1）火线先进台灯的开关，然后变阻器与灯泡串联，而零线直接接在灯泡上；开关S₂应与插座串联，开关S₂接在火线上，电视插座的上端直接接在零线上．如图所示：
；
（2）由题知，台灯的额定电压为220V和额定功率为40W，
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得灯泡的电阻：
R_L=$\frac{{U}_{额}^{2}}{{P}_{额}}$=$\frac{（220V）^{2}}{40W}$=1210Ω；
灯泡的实际功率恰为10W（即实际功率为额定功率的$\frac{1}{4}$），而灯丝电阻不变，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，灯泡的实际电压：U_L=$\frac{1}{2}$U_额=$\frac{1}{2}$×220V=110V；
由串联电路的分压原理有：
$\frac{{R}_{滑}}{{R}_{L}}$=$\frac{{U}_{滑}}{{U}_{L}}$=$\frac{220V-110V}{110V}$=$\frac{1}{1}$，
所以，此时滑动变阻器连入电路的阻值：R_滑=R_L=1210Ω．
答：（1）见上图；（2）1210．

点评 本题考查了家庭电路的连接、欧姆定律在串联电路中应用以及电功率公式的应用．要掌握灯泡、开关、插座的接法，掌握安全用电的原则．