Question

10．在测量额定电压为6V的小灯泡额定功率的实验中由于电压表损坏，小刚用一个15Ω的定值电阻R₁和两个电流表连成如图所示的电路，测出了L的额定功率．电源电压为8V，滑动变阻器标有“20Ω   2A”（电源电压不变，不考虑灯丝电阻的变化）．求：
（1）S、S₁闭合，调节滑动变阻器，使电流表A₁的示数为多大时，才能测出L的额定功率？
（2）若此时电流表A的示数为1.2A，测灯L的额定功率为多大？
（3）若闭合S，断开S₁，调节滑动变阻器，仍使L正常发光，则此时R₂接入电路的电阻为多大？

Answer 1

分析 （1）S、S₁闭合，调节滑动变阻器，小灯泡的额定电压为6V，R1与灯并联，要测灯的额定功率，则电压应该为额定电压，据此分析解答；
（2）利用并联电路分流特点和P=UI求出灯的额定功率；
（3）若闭合S，断开S₁，灯和R₂串联，调节滑动变阻器，仍使L正常发光，根据串联电路电路相等特点和分压作用，结合欧姆定律求出R2接入的阻值．

解答 解：（1）因为小灯泡的额定电压为UL=6V，当S、S₁闭合，灯和R₁并联，调节滑动变阻器，使得电阻R₁两端电压为6V时，小灯泡正常发光，
则I₁=$\frac{{U}_{1}}{{R}_{1}}$=$\frac{6V}{15Ω}$=0.4A；
（2）由于R₁与L并联，则灯中的电流为：I_L=I-I₁=1.2A-0.4A=0.8A，
故灯的额定功率为：P=U_LI_L=6V×0.8A=4.8W；
（3）若闭合S，断开S₁，灯和R₂串联，调节滑动变阻器，仍使L正常发光，则R2两端电压为U₂=U-U_L=8V-6V=2V，
又由于串联电流相等，则I₂=I_L=0.8A，
由I=$\frac{U}{R}$可得：R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{2V}{0.8A}$=2.5Ω
答：（1）S、S₁闭合，调节滑动变阻器，使电流表A₁的示数为0.4A时，才能测出L的额定功率；
（2）此时电流表A的示数为1.2A，测灯L的额定功率为4.8W；
（3）若闭合S，断开S₁，调节滑动变阻器，仍使L正常发光，则此时R₂接入电路的电阻为2.5Ω．

点评 此题主要考查了学生对于欧姆定律公式、电功率公式以及串并联电路特点的理解，熟悉公式是解题关键．