Question

【题目】如图所示，电源电压保持不变，灯丝电阻不受温度影响，滑动变阻器的最大电阻为12Ω．当S闭合，S1断开，滑动变阻器的滑片P在a端时，电压表示数为6V；当S、S1都闭合，滑动变阻器的滑片P在b端时，电流表的示数为2A．
①当S、S1都闭合，滑动变阻器的滑片P在b端时，电压表的示数是多少？
②电源电压是多少？
③S闭合，S1断开，滑动变阻器的滑片P在a端时，灯L在10min内消耗的电能是多少？

Answer 1

【答案】①当S、S1闭合，滑动变阻器的滑片P在b端时，灯L与R并联，电压表测量电流表两端的电压，因为电流表的内阻很小，所以电压表的时数为零（几乎为零）．
②当S闭合，S1断开，滑动变阻器的滑片P在a端时，灯L与R串联，电压表测量R两端的电压，电流表测量电路电流；
电路中的电流：I=IR= = =0.5A；
设灯L的电阻为RL ， 电源电压为U；
由串联电路电压规律和欧姆定律可得：Ua+IRL=U，即6V+0.5A×RL=U﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
当S、S1都闭合，滑动变阻器的滑片P在b端时，灯L与R并联，电流表测量干路电流；
由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和，则I=IL+I滑 ， 即 + =2A﹣﹣﹣﹣②
联立①②解得：U=12V，RL=12Ω；
③当S闭合，S1断开，滑动变阻器的滑片P在a端时，灯L与R串联，此时电路电流为0.5A；
则灯L在10min内消耗的电能：WL=I2RLt=（0.5A）2×12Ω×10×60s=1800J．
答：①当S、S1都闭合，滑动变阻器的滑片P在b端时，电压表的示数是0；②电源电压是12V；③S闭合，S1断开，滑动变阻器的滑片P在a端时，灯L在10min内消耗的电能是1800J．
【解析】①当S、S1闭合，滑动变阻器的滑片P在b端时，灯L与R并联，电压表测量电流表两端的电压，电压表测量电流表两端电压，根据电流表相当于导线判断电压表的示数；②当S闭合，S1断开，滑动变阻器的滑片P在a端时，灯L与R串联，电压表测量R两端的电压，电流表测量电路电流；根据串联电路电压规律表示出电源电压；
S、S1都闭合，滑动变阻器的滑片P在b端时，灯L与R并联，电流表测量干路电流；根据并联电路电流规律表示出电流关系；
联立关系式即可求出电源电压和灯泡的阻值；③S闭合，S1断开，滑动变阻器的滑片P在a端时，灯L与R串联，直接根据W=I2Rt即可求出灯L在10min内消耗的电能．