Question

（2013?蘭州）如圖所示，滑動(dòng)變阻器和燈泡L分別標(biāo)有“20Ω  1.0A”和“2.5V  0.3A”的字樣．只閉合開(kāi)關(guān)S₁，調(diào)節(jié)變阻器滑片到中點(diǎn)位置時(shí)，電流表A₁、A₂示數(shù)均為0.3A；若保持變阻器滑片位置不動(dòng)，再閉合開(kāi)關(guān)S₂，電流表A₁示數(shù)變?yōu)?.4A．不考慮溫度對(duì)燈絲電阻的影響，則（　　）

A．．電流表A₂示數(shù)仍為0.3A，燈泡L正常發(fā)光

B．．要使小燈泡正常發(fā)光，變阻器滑片應(yīng)向右調(diào)節(jié)

C．．閉合開(kāi)關(guān)S₂前后，變阻器的電功率變化了0.1W

D．．電流表A₂示數(shù)減小為0.18A

Answer 1

分析：（1）S₁斷開(kāi)故滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，燈泡正常發(fā)光，故由銘牌信息可知通過(guò)燈泡中的電流及電壓，則由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知滑動(dòng)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(lián)后再與R₁串聯(lián)，電流表A₁測(cè)干路電流，即可由歐姆定律求此時(shí)滑動(dòng)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(fā)光情況，
（3）根據(jù)P=UI可求變阻器的電功率變化，根據(jù)歐姆定律可求電流表A₂示數(shù)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(kāi)關(guān)S₁，調(diào)節(jié)變阻器滑片到中點(diǎn)位置時(shí)，滑動(dòng)變阻器與燈泡L串聯(lián)，電流表A₁、A₂示數(shù)均為0.3A；所以根據(jù)燈泡的額定電流值可知燈泡L正常發(fā)光，U_L=2.5V，
滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值為R′=

1

2

×R₂=

1

2

×20Ω=10Ω，
所以滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為U′=I′R′=0.3A×10Ω=3V，
則根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)得：電源電壓為U=U_L+U′=2.5V+3V=5.5V；
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁閉合時(shí)，R₁與L并聯(lián)后再與滑動(dòng)變阻器R′串聯(lián)，電流表A₁示數(shù)變?yōu)?.4A．
則滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為U″=I″R″=0.4A×10Ω=4V，
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)得：
燈泡兩端的電壓為U_L″=U-U″=5.5V-4V=1.5V；
所以此時(shí)燈泡兩端的電壓小于額定電壓，則燈泡不能正常發(fā)光；
燈泡的電流為I_L′=

UL

RL

=

1.5V

8.3Ω

=0.18A，則電流表A₂示數(shù)為0.18A；
要使小燈泡正常發(fā)光，則需要升高燈泡兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律可知，變阻器連入電阻的阻值需要減小，即滑片應(yīng)向左調(diào)節(jié)；
閉合開(kāi)關(guān)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(xiàng)錯(cuò)誤．D選項(xiàng)正確．
故選D．

點(diǎn)評(píng)：解答本題應(yīng)注意：（1）燈泡正常工作即指工作在額定狀態(tài)；（2）要熟練掌握求并聯(lián)電路電阻的方法；（3）掌握歐姆定律和串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)的應(yīng)用．