Question

物理兴趣小组想利用实验室中的器材，学习制作调光灯，图是他们设计的电路图，若电源电压为20V，灯泡电阻R₀=20Ω，当开关从触点0转到1及从触点1转到2时，通过灯泡电流的改变量均为0.2A．
（1）求R₁的电阻值．
（2）开关转到触点2时，灯泡实际消耗的功率是多少？

Answer 1

解：（1）当开关在触点0时，电路中的电流为：
I=---------------------①
开关从触点0转到1时，电路中的电阻增大，电流减小，有
I₁=I-0.2A----------------②
I₁=--------------③
由①②③式可得：R₁=5Ω，I₁=0.8A；
（2）当开关从触点1转到2时，电路中的电流为：
I₂=I₁-0.2A=0.8A-0.2A=0.6A；
灯泡实际消耗的功率是：P=I₂²R₀=（0.6A）²×20Ω=7.2W．
答：（1）R₁的电阻值为5Ω；（2）开关转到触点2时灯泡实际消耗的功率是7.2W．
分析：由电路图可知，当开关在触点0时，根据欧姆定律求出电路中的电流；开关从触点0转到1时，再利用欧姆定律和串联电路电阻特点，以及通过灯泡电流的改变量为0.2A分别表示出电路中的电流，联立方程求出R₁的电阻值；当开关从触点1转到2时，根据电流的变化关系求出此时电路中的电流，利用P=I²R求出灯泡实际消耗的功率．
点评：本题考查了电阻的串联和欧姆定律的计算；利用好当开关从触点0转到1及从触点1转到2时，通过灯泡电流的改变量均为0.2A这一条件是解决本题的关键．