Question

有一用电器的铭牌上标明额定电压为100伏特，额定功率因字迹不清而无法辨认，但该用电器有显示是否处于正常工作状态的装置．现将该用电器与一阻值为0-100 欧姆的滑动变阻器（允许通过的电流足够大）连接后，接在输出电压为220伏特的电源两端．
（1）为使用电器安全正常地工作，为什么只能将滑动变阻器连接成分压器？试说明理由并画出电路图．
（2）在正确连接的电路中，当用电器正常工作时通过电源的电流强度为2.4安培，试求用电器消耗的电功率．

Answer 1

分析：（1）变阻器通常有两种接法：限流式和分压式，分压式可以使用电器的电流从零开始连续调节，能确保用电器的安全．
（2）根据欧姆定律求出变阻器与用电器并联部分的电阻及通过它的电流，由并联电路的电流关系得到用电器的电流和电压，即可求得用电器消耗的电功率．

解答：解：（1）由于用电器功率未知，故也不知道用电器的额定电流和电阻，若将滑动变阻器接成限流器，则无法判断当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，用电器两端的电压是否小于或等于100 V，因此必须将滑动变阻器接成分压器使用，才能保证用电器正常工作．
电路如图所示．
（2）设滑动变阻器的总电阻为R，其与用电器并联的部分的电阻为R_x，则有：
 I0=

U-U0

R-Rx

=

220-100

100-Rx

=2.4A，
 R_x=50Ω
通过R_x的电流：I1=

U0

Rx

=

100

50

=2(A)
通过用电器的电流：I₂=I₀-I₁=2.4-2（A）=0.4（A）
用电器的功率：P₂=I₂U₀=0.4×100（W）=40（W）
答：（1）由于用电器功率未知，故也不知道用电器的额定电流和电阻，若将滑动变阻器接成限流器，则无法判断当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，用电器两端的电压是否小于或等于100 V，因此必须将滑动变阻器接成分压器使用，才能保证用电器正常工作．电路如图所示．
（2）用电器消耗的电功率为40W．

点评：本题的解题关键是掌握分压电路的特点：电流可以从零开始调节，并要掌握欧姆定律、功率公式P=UI等等电路的基本知识．