Question

【題目】如圖所示的電路，燈泡L標有“6V“的字樣，滑動變阻器R的最大阻值為20Ω，當閉合S1，斷開S2，燈泡L恰好正常發光，電流表示數為0.2A；當斷開S1，閉合S2，且滑動變阻器的滑片移到最右端時，電壓表讀數為4V（假設燈絲電阻不變）求：

（1）電源電壓；

（2）R0的阻值；

（3）當S1、S2同時閉合，且滑動變阻器的滑片移到最左端．通電5min整個電路消耗的電能．

Answer 1

【答案】（1）6V；（2）10Ω；（3）1440J

【解析】試題分析：（1）當閉合S1，斷開S2，電路只有燈泡有電流通過，已知U額=6V且燈泡正常發光，所以，電源電壓：U=U額=6V；（2）當斷開S1，閉合S2，且滑動變阻器的滑片移到最右端時，定值電阻R0和整個滑動變阻器串聯，電壓表測變阻器兩端的電壓，定值電阻兩端電壓：U0=U-UR=6V-4V=2V，由串聯分壓規律可得：U0/UR=R0/R=2V/4V=1/2，所以R0的阻值：R0=1/2R=1/2×20Ω=10Ω；（3）由I=U/R可得，燈泡的電阻：RL=U額/I額=6V/0.2A=30Ω；當S1、S2同時閉合，且滑動變阻器的滑片移到最左端，燈泡和定值電阻R0并聯，電路的總電阻：R并=RLR0/（RL+R0）=30Ω×10Ω/（30Ω+10Ω）=7.5Ω；通電5min整個電路消耗的電能：W總=U2/Rt=(6V)2/7.5Ω×5×60s=1440J。