Question

（2013?兰州）如图所示，滑动变阻器和灯泡L分别标有“20Ω  1.0A”和“2.5V  0.3A”的字样．只闭合开关S₁，调节变阻器滑片到中点位置时，电流表A₁、A₂示数均为0.3A；若保持变阻器滑片位置不动，再闭合开关S₂，电流表A₁示数变为0.4A．不考虑温度对灯丝电阻的影响，则（　　）

A．．电流表A₂示数仍为0.3A，灯泡L正常发光

B．．要使小灯泡正常发光，变阻器滑片应向右调节

C．．闭合开关S₂前后，变阻器的电功率变化了0.1W

D．．电流表A₂示数减小为0.18A

Answer 1

分析：（1）S₁断开故滑动变阻器与灯泡串联，灯泡正常发光，故由铭牌信息可知通过灯泡中的电流及电压，则由串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压，则由欧姆定律可求得接入电阻的阻值；
（2）闭合S₁后，灯泡与R₂并联后再与R₁串联，电流表A₁测干路电流，即可由欧姆定律求此时滑动变阻器两端的电压；然后可求出灯泡两端的电压，即可判断灯泡L的发光情况，
（3）根据P=UI可求变阻器的电功率变化，根据欧姆定律可求电流表A₂示数变化．

解答：解：（1）由灯泡L的“2.5V  0.3A”字样可知：灯泡L的额定电流为0.3A，灯泡的阻值为R_L=

U额

I额

=

2.5V

0.3A

=8.3Ω；
因只闭合开关S₁，调节变阻器滑片到中点位置时，滑动变阻器与灯泡L串联，电流表A₁、A₂示数均为0.3A；所以根据灯泡的额定电流值可知灯泡L正常发光，U_L=2.5V，
滑动变阻器接入电路的电阻值为R′=

1

2

×R₂=

1

2

×20Ω=10Ω，
所以滑动变阻器两端的电压为U′=I′R′=0.3A×10Ω=3V，
则根据串联电路的电压特点得：电源电压为U=U_L+U′=2.5V+3V=5.5V；
（2）当开关S₁闭合时，R₁与L并联后再与滑动变阻器R′串联，电流表A₁示数变为0.4A．
则滑动变阻器两端的电压为U″=I″R″=0.4A×10Ω=4V，
根据串联电路的电压特点得：
灯泡两端的电压为U_L″=U-U″=5.5V-4V=1.5V；
所以此时灯泡两端的电压小于额定电压，则灯泡不能正常发光；
灯泡的电流为I_L′=

UL

RL

=

1.5V

8.3Ω

=0.18A，则电流表A₂示数为0.18A；
要使小灯泡正常发光，则需要升高灯泡两端的电压，根据欧姆定律可知，变阻器连入电阻的阻值需要减小，即滑片应向左调节；
闭合开关S₂前后，变阻器的电功率变化为：△P=P″-P′=U″I″-U′I′=4V×0.4A-3V×0.3A=0.7W．
由此分析可知：ABC选项错误．D选项正确．
故选D．

点评：解答本题应注意：（1）灯泡正常工作即指工作在额定状态；（2）要熟练掌握求并联电路电阻的方法；（3）掌握欧姆定律和串联电路电压特点的应用．