Question

（2010•玉林）学校电学兴趣小组设计了如图所示的实验电路，小灯泡L上标有“2.5V 0.5A”，滑动变阻器R标有“15Ω 1A“．当把滑动变阻器滑片P移到最右端，闭合S_l、S₂、S₃时，电压表示数为6V．问：
（1）电源电压是多大？此时电流表示数是多大？
（2）当断开S₃时，发现小灯泡L发光较暗，若要使小灯泡L正常发光，应该进行怎样的操作？
（3）当小灯泡L正常发光时，滑动变阻器R消耗的电功率是多少？

Answer 1

分析：（1）当把滑动变阻器滑片P移到最右端，闭合S_l、S₂、S₃时，电路为滑动变阻器最大阻值的简单电路，电流表测电路中的电流，电压表测电源的电压，据此可知电源的电压，再根据欧姆定律求出电流表的示数；
（2）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电压特点求出灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压，当断开S₃时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联，发现小灯泡L发光较暗，说明电路中的电流较小，要使小灯泡正常发光应减小滑动变阻器接入电路中的电阻，增大灯泡两端的电压，直至达到额定电压为止；
（3）根据串联电路的电流特点和P=UI求出滑动变阻器消耗的电功率．

解答：解：（1）当把滑动变阻器滑片P移到最右端，闭合S_l、S₂、S₃时，电路为滑动变阻器最大阻值的简单电路，电压表测电源的电压，
∴电源电压U=6V，
根据欧姆定律可得，电流表的示数：
I=

U

R

=

6V

15Ω

=0.4A；
（2）灯泡正常发光时的电压为2.5V，
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴此时滑动变阻器两端的电压：
U_R=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
当断开S₃时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联，此时灯泡发光较暗，
要使灯泡正常发光，应减小滑动变阻器接入电路中的电阻，即滑片右移，增大电压表的示数，直至达到3.5V为止；
（3）∵串联电路中各处的电流相等，
∴当小灯泡L正常发光时，滑动变阻器消耗的电功率：
P_R=U_RI_R=U_RI_L=3.5V×0.5A=1.75W．
答：（1）电源电压是6V，此时电流表示数是0.4A；
（2）向右移动滑动变阻器的滑片，使电压表的示数等于3.5V；
（3）当小灯泡L正常发光时，滑动变阻器R消耗的电功率是1.75W．

点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是开关闭合、断开时电路连接方式的辨别和知道灯泡正常发光时的电压与额定电压相等．