Question

物理興趣小組想利用實驗室中的器材，學習制作調光燈，圖是他們設計的電路圖，若電源電壓為20V，燈泡電阻R₀=20Ω，當開關從觸點0轉到1及從觸點1轉到2時，通過燈泡電流的改變量均為0.2A．
（1）求R₁的電阻值．
（2）開關轉到觸點2時，燈泡實際消耗的功率是多少？

Answer 1

解：（1）當開關在觸點0時，電路中的電流為：
I=---------------------①
開關從觸點0轉到1時，電路中的電阻增大，電流減小，有
I₁=I-0.2A----------------②
I₁=--------------③
由①②③式可得：R₁=5Ω，I₁=0.8A；
（2）當開關從觸點1轉到2時，電路中的電流為：
I₂=I₁-0.2A=0.8A-0.2A=0.6A；
燈泡實際消耗的功率是：P=I₂²R₀=（0.6A）²×20Ω=7.2W．
答：（1）R₁的電阻值為5Ω；（2）開關轉到觸點2時燈泡實際消耗的功率是7.2W．
分析：由電路圖可知，當開關在觸點0時，根據歐姆定律求出電路中的電流；開關從觸點0轉到1時，再利用歐姆定律和串聯電路電阻特點，以及通過燈泡電流的改變量為0.2A分別表示出電路中的電流，聯立方程求出R₁的電阻值；當開關從觸點1轉到2時，根據電流的變化關系求出此時電路中的電流，利用P=I²R求出燈泡實際消耗的功率．
點評：本題考查了電阻的串聯和歐姆定律的計算；利用好當開關從觸點0轉到1及從觸點1轉到2時，通過燈泡電流的改變量均為0.2A這一條件是解決本題的關鍵．