Question

【題目】如圖所示，電源電壓保持不變，燈絲電阻不受溫度影響，滑動變阻器的最大電阻為12Ω．當S閉合，S1斷開，滑動變阻器的滑片P在a端時，電壓表示數為6V；當S、S1都閉合，滑動變阻器的滑片P在b端時，電流表的示數為2A．
①當S、S1都閉合，滑動變阻器的滑片P在b端時，電壓表的示數是多少？
②電源電壓是多少？
③S閉合，S1斷開，滑動變阻器的滑片P在a端時，燈L在10min內消耗的電能是多少？

Answer 1

【答案】①當S、S1閉合，滑動變阻器的滑片P在b端時，燈L與R并聯，電壓表測量電流表兩端的電壓，因為電流表的內阻很小，所以電壓表的時數為零（幾乎為零）．
②當S閉合，S1斷開，滑動變阻器的滑片P在a端時，燈L與R串聯，電壓表測量R兩端的電壓，電流表測量電路電流；
電路中的電流：I=IR= = =0.5A；
設燈L的電阻為RL ， 電源電壓為U；
由串聯電路電壓規律和歐姆定律可得：Ua+IRL=U，即6V+0.5A×RL=U﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
當S、S1都閉合，滑動變阻器的滑片P在b端時，燈L與R并聯，電流表測量干路電流；
由于并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，則I=IL+I滑 ， 即 + =2A﹣﹣﹣﹣②
聯立①②解得：U=12V，RL=12Ω；
③當S閉合，S1斷開，滑動變阻器的滑片P在a端時，燈L與R串聯，此時電路電流為0.5A；
則燈L在10min內消耗的電能：WL=I2RLt=（0.5A）2×12Ω×10×60s=1800J．
答：①當S、S1都閉合，滑動變阻器的滑片P在b端時，電壓表的示數是0；②電源電壓是12V；③S閉合，S1斷開，滑動變阻器的滑片P在a端時，燈L在10min內消耗的電能是1800J．
【解析】①當S、S1閉合，滑動變阻器的滑片P在b端時，燈L與R并聯，電壓表測量電流表兩端的電壓，電壓表測量電流表兩端電壓，根據電流表相當于導線判斷電壓表的示數；②當S閉合，S1斷開，滑動變阻器的滑片P在a端時，燈L與R串聯，電壓表測量R兩端的電壓，電流表測量電路電流；根據串聯電路電壓規律表示出電源電壓；
S、S1都閉合，滑動變阻器的滑片P在b端時，燈L與R并聯，電流表測量干路電流；根據并聯電路電流規律表示出電流關系；
聯立關系式即可求出電源電壓和燈泡的阻值；③S閉合，S1斷開，滑動變阻器的滑片P在a端時，燈L與R串聯，直接根據W=I2Rt即可求出燈L在10min內消耗的電能．