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如图所示,变阻器R2上标有“20Ω 1A”的字样.只闭合开关S1,将变阻器滑片P移到中点时,电流表A1示数为0.2A,灯泡L的实际功率为0.8W;闭合开关S1、S2,将变阻器滑片P移到a端时,灯泡正常发光,电流表A1示数为0.4A,此时电压表示数是多少?电阻R1的阻值是多少?灯泡L的额定功率是多少?(不考虑温度对灯丝电阻的影响)

解:(1)只闭合开关S1,将变阻器滑片P移到中点时,灯泡与滑动变阻器阻值的一半串联,电流表测电路中的电流,
根据P=UI可得,灯泡两端的电压:
UL===4V,
根据欧姆定律可得:
灯泡的电阻RL===20Ω,
滑动变阻器两端的电压U2=IR2=0.2A×10Ω=2V,
∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴电源的电压U=UL+U2=4V+2V=6V;
(2)闭合开关S1、S2,将变阻器滑片P移到a端时,电压表测电源电压,即U=6V,
∵并联电路中各支路两端的电压相等,
∴通过灯泡的电流IL===0.3A,
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
∴通过R1的电流I1=I′-IL=0.4A-0.3A=0.1A,
R1===60Ω,
灯泡的额定功率P=UIL=6V×0.3A=1.8W.
答:此时电压表示数是6V,电阻R1的阻值是60Ω,灯泡L的额定功率是1.8W.
分析:(1)只闭合开关S1,将变阻器滑片P移到中点时,灯泡与滑动变阻器阻值的一半串联,电流表测电路中的电流,根据P=UI求出灯泡两端的电压,根据欧姆定律求出灯泡的电阻和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;
(2)闭合开关S1、S2,将变阻器滑片P移到a端时,灯泡与R1并联,电压表测电源的电压,电流表测干路电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过灯泡的电流,利用并联电路的电流特点求出通过R1的电流,利用欧姆定律求出R1的阻值,灯泡正常发光时的功率和额定功率相等,根据P=UI求出灯泡的额定功率.
点评:本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的应用,关键是开关闭和、断开时电路连接方式的辨别和电表所测电路元件的判断.
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