Question

（2013?蘭州）如圖所示，滑動變阻器和燈泡L分別標有“20Ω  1.0A”和“2.5V  0.3A”的字樣．只閉合開關S₁，調節變阻器滑片到中點位置時，電流表A₁、A₂示數均為0.3A；若保持變阻器滑片位置不動，再閉合開關S₂，電流表A₁示數變為0.4A．不考慮溫度對燈絲電阻的影響，則（　　）

A．．電流表A₂示數仍為0.3A，燈泡L正常發光

B．．要使小燈泡正常發光，變阻器滑片應向右調節

C．．閉合開關S₂前后，變阻器的電功率變化了0.1W

D．．電流表A₂示數減小為0.18A

Answer 1

分析：（1）S₁斷開故滑動變阻器與燈泡串聯，燈泡正常發光，故由銘牌信息可知通過燈泡中的電流及電壓，則由串聯電路的電壓特點可知滑動變阻器兩端的電壓，則由歐姆定律可求得接入電阻的阻值；
（2）閉合S₁后，燈泡與R₂并聯后再與R₁串聯，電流表A₁測干路電流，即可由歐姆定律求此時滑動變阻器兩端的電壓；然后可求出燈泡兩端的電壓，即可判斷燈泡L的發光情況，
（3）根據P=UI可求變阻器的電功率變化，根據歐姆定律可求電流表A₂示數變化．

解答：解：（1）由燈泡L的“2.5V  0.3A”字樣可知：燈泡L的額定電流為0.3A，燈泡的阻值為R_L=

U額

I額

=

2.5V

0.3A

=8.3Ω；
因只閉合開關S₁，調節變阻器滑片到中點位置時，滑動變阻器與燈泡L串聯，電流表A₁、A₂示數均為0.3A；所以根據燈泡的額定電流值可知燈泡L正常發光，U_L=2.5V，
滑動變阻器接入電路的電阻值為R′=

1

2

×R₂=

1

2

×20Ω=10Ω，
所以滑動變阻器兩端的電壓為U′=I′R′=0.3A×10Ω=3V，
則根據串聯電路的電壓特點得：電源電壓為U=U_L+U′=2.5V+3V=5.5V；
（2）當開關S₁閉合時，R₁與L并聯后再與滑動變阻器R′串聯，電流表A₁示數變為0.4A．
則滑動變阻器兩端的電壓為U″=I″R″=0.4A×10Ω=4V，
根據串聯電路的電壓特點得：
燈泡兩端的電壓為U_L″=U-U″=5.5V-4V=1.5V；
所以此時燈泡兩端的電壓小于額定電壓，則燈泡不能正常發光；
燈泡的電流為I_L′=

UL

RL

=

1.5V

8.3Ω

=0.18A，則電流表A₂示數為0.18A；
要使小燈泡正常發光，則需要升高燈泡兩端的電壓，根據歐姆定律可知，變阻器連入電阻的阻值需要減小，即滑片應向左調節；
閉合開關S₂前后，變阻器的電功率變化為：△P=P″-P′=U″I″-U′I′=4V×0.4A-3V×0.3A=0.7W．
由此分析可知：ABC選項錯誤．D選項正確．
故選D．

點評：解答本題應注意：（1）燈泡正常工作即指工作在額定狀態；（2）要熟練掌握求并聯電路電阻的方法；（3）掌握歐姆定律和串聯電路電壓特點的應用．