Question

9．如图所示电路，电源电压为7.5V保持不变，滑动变阻器的最大阻值是20Ω，L₁上标有2.5V  2.5W，L₂上标有2.5V  5W，闭合开关S₁和S₂，当灯泡L₁正常发光时．

（1）电路中总电流是多少？
（2）电路消耗的总功率是多少？
（3）滑动变阻器接入电路中的电阻是多少？
（4）当滑片放在最左端时，电路消耗的总功率是多少？

Answer 1

分析 闭合开关S₁和S₂，当灯泡L₁正常发光时，两灯泡并联后再与滑动变阻器R串联．
（1）两灯泡的额定电压相等，并联时它们两端的电压相等，灯泡L₁正常发光时L₂也正常发光，根据P=UI求出两灯泡正常发光时的电流，根据并联电路的电流特点求出电路中的总电流；
（2）根据P=UI求出电路消耗的总功率；
（3）根据串联电路的电压特点求出R两端的电压，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻；
（4）当滑片放在最左端时，接入电路中的电阻为零，电源的电压与大于两灯泡的额定电压，灯泡被烧坏，据此进行解答．

解答 解：闭合开关S₁和S₂，当灯泡L₁正常发光时，两灯泡并联后再与滑动变阻器R串联．
（1）因并联电路中各支路两端的电压相等，且两灯泡的额定电压相等，
所以，灯泡L₁正常发光时L₂也正常发光，U_并=U₁=U₂=2.5V，
由P=UI可得，两灯泡正常发光时的电流分别为：
I₁=$\frac{{P}_{1}}{{U}_{1}}$=$\frac{2.5W}{2.5V}$=1A，I₂=$\frac{{P}_{2}}{{U}_{2}}$=$\frac{5W}{2.5V}$=2A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，电路中的总电流：I=I₁+I₂=1A+2A=3A；
（2）电路消耗的总功率：P=UI=7.5V×3A=22.5W；
（3）因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R两端的电压：U_R=U-U_并=7.5V-2.5V=5V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑动变阻器接入电路中的电阻：
R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{5V}{3A}$≈1.67Ω；
（4）当滑片放在最左端时，两灯泡并联直接与电源相连，
因电源的电压大于两灯泡的额定电压，
所以，两灯泡被烧坏，电路消耗的总功率为0W．
答：（1）电路中总电流是3A；
（2）电路消耗的总功率是22.5W；
（3）滑动变阻器接入电路中的电阻是1.67Ω；
（4）当滑片放在最左端时，电路消耗的总功率是0W．

点评 本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，要注意灯泡正常发光时的电压和额定电压相等．