Question

20．如图所示的电路中，电源电压恒为3V，小灯泡L的规格为“2.5V 0.3A”，它的电阻会随其两端电压的变化而变化．电阻R₃的阻值为10Ω，滑动变阻器R₂的最大值为20Ω．
（1）求小灯泡的额定功率；
（2）当开关S闭合，S₁、S₂都断开，滑动变阻器的滑片P在最左端时，求电流表的示数；
（3）当开关S、S₁、S₂都闭合，滑动变阻器的滑片P移到最右端时，电流表的示数为0.46A，求此时小灯泡L的实际功率．

Answer 1

分析 （1）知道灯泡的额定电压和额定电流，根据P=UI求出灯泡的额定功率；
（2）当开关S闭合，S₁、S₂都断开，滑动变阻器的滑片P在最左端时，电路为R₃的简单电路，电流表测电路中的电路，根据欧姆定律求出电流表的示数；
（3）当开关S、S₁、S₂都闭合，滑动变阻器的滑片P移到最右端时，灯泡L与滑动变阻器R₂的最大阻值并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特点求出通过R₂的电流，根据并联电路的电流特点求出通过L的电流，利用P=UI求出此时小灯泡L的实际功率．

解答 解：（1）灯泡的额定功率：
P_L=U_LI_L=2.5V×0.3A=0.75W；
（2）当开关S闭合，S₁、S₂都断开，滑动变阻器的滑片P在最左端时，电路为R₃的简单电路，
则电路中电流表的示数：
I=$\frac{U}{{R}_{3}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A；
（3）当开关S、S₁、S₂都闭合，滑片P移到最右端时，灯泡L与滑动变阻器R₂的最大阻值并联，电流表测干路电流，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，通过R₂的电流：
I₂=$\frac{U}{{R}_{2}}$=$\frac{3V}{20Ω}$=0.15A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过L的电流：
I_L′=I′-I₂=0.46A-0.15A=0.31A，
此时小灯泡L的实际功率：
P_L′=UI_L′=3V×0.31A=0.93W．
答：（1）小灯泡的额定功率为0.75W；
（2）当开关S闭合，S₁、S₂都断开，滑动变阻器的滑片P在最左端时，电流表的示数为0.3A；
（3）当开关S、S₁、S₂都闭合，滑动变阻器的滑片P移到最右端时，小灯泡L的实际功率为0.91W．

点评 本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，解题时要注意灯泡的电阻是变化．