Question

（2011?北京二模）如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，燈L的額定電壓為9V．當開關 S₁、S₂閉合，滑動變阻器R的滑片在B端，燈L正常發(fā)光，電壓表V₁的示數為U₁，滑動變阻器R消耗的電功率為8W；當開關S₁閉合，S₂斷開，調節(jié)滑動變阻器R的滑片P至中點，此時滑動變阻器消耗的電功率為1W，電壓表V₂的示數為U₂，且U₂=U₁．
求：（1）燈L的額定功率
（2）電源電壓．

Answer 1

分析：根據實物連接圖解析計算題，必須先畫出相應的電路圖．本題可以分兩個過程：開關 S₁、S₂閉合，滑動變阻器R的滑片在B端，此時定值電阻R₀被短路，燈泡和整個滑動變阻器串聯在電路中．開關S₁閉合，S₂斷開，調節(jié)滑動變阻器R的滑片P至中點，此時定值電阻、燈泡和滑動變阻器的一半串聯在電路中．

解答：解：當開關 S ₁、S ₂閉合，滑動變阻器 R 的滑片在 B端時，電路如圖甲所示，
當開關 S ₁閉合，S ₂斷開，調節(jié)滑動變阻器 R 的滑片 P 至中點時，電路如圖乙所示
根據題意：I₁²R=8W
I₂²

1

2

R=1W
得：

I1

I2

=

2

1

由I₁R_L=I₂R₀
得：

RL

R0

=

1

2

I₁（R+R_L）=I₂（

1

2

R+R_L+R₀）
得：

RL

R

=

3

2

PL

8W

=

RL

R

P_L=

3

2

×8W=12W

U

R+RL

=

9V

RL

U=9V×

5

3

=15V
答：（1）燈L的額定功率為12W；
（2）電源電壓為15V．

點評：解決難度較大的電學綜合計算題，關鍵有三點：首先，對電路圖進行分析，畫出相應的等效電路圖；其次，找出不同電路連接中始終不變的物理量（一般是定值電阻，電源電壓）；最后，根據不變的物理量的前后關系列出相應的方程或方程組．