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13.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,求:
(1)此时电压表示数是多少?
(2)电阻R1的阻值是多少?
(3)灯泡L的额定功率是多少?

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;
(3)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.

解答 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=$\frac{{P}_{L}}{I}$=$\frac{0.8W}{0.2A}$=4V,
由I=$\frac{U}{R}$可得,灯泡的电阻:
RL=$\frac{{U}_{L}}{I}$=$\frac{4V}{0.2A}$=20Ω,
滑动变阻器两端的电压:
U2=IR2=0.2A×10Ω=2V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,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,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,通过灯泡的电流:
IL=$\frac{U}{{R}_{L}}$=$\frac{6V}{20Ω}$=0.3A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过R1的电流:
I1=I′-IL=0.4A-0.3A=0.1A,
R1=$\frac{U}{{I}_{1}}$=$\frac{6V}{0.1A}$=60Ω;
(3)灯泡的额定功率:
P=UIL=6V×0.3A=1.8W.
答:(1)此时电压表示数是6V;
(2)电阻R1的阻值是60Ω;
(3)灯泡L的额定功率是1.8W.

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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