Question

實驗室里有兩只額定電壓分別為4V和6V的小燈泡L₁和L₂，將它們連接到圖甲所示的電源電壓可調的電路中，其中通過L₂的電流與電壓的關系如圖乙所示。閉合開關S₁、S₂，斷開S₃，滑片P置于最左端時，一只小燈泡正常發光，電路消耗的功率為5.2W；只閉合S₃，滑片P置于最右端時，也有一只小燈泡正常發光，且L₂的電阻與變阻器連入電路中的電阻之比為：R₂∶R₁=1∶4。求：

⑴L₂正常工作時的電阻。
⑵L₁正常工作時的電流。
⑶在一只小燈泡正常發光條件下，電源電壓的調節范圍。

Answer 1

(1)6Ω    (2)0.4A   （3）4V~9V

試題分析：
由圖像可知：U_L2額=6V   I_L2額=1A
根據I=U/R，則L₂正常發光時的電阻：R_L2=U_L2額/I_L2額=6V/1A=6Ω
閉合開關S₁、S₂，斷開S₃，滑片P置于最左端時，L₁、L₂并聯。
L₁正常發光，電源電壓：U=U_L1額=4V
I_總=P_總=5.2W/4V=1.3A   由圖像可知：I₂=0.9A
則L₁正常發光時的電流：I_L1額=I_總-I₂=1.3A-0.9A=0.4A
只閉合S₃，滑片P置于最右端時，L₁、L₂及變阻器R串聯。
正常發光的一只小燈泡為L₁，電路中電流I_總^/=I_L1額=0.4A
由圖像可知：U₂=1V
L₁的電阻：R₁=U_L1額/I_總^/=4V/0.4A=10Ω     L₂的電阻：R₂=U₂/I_總^/="1V/0.4A=2.5Ω"
由于R₂：R₁=1:4，則變阻器的電阻：R=4R₂=10Ω
電源電壓：U ^/=I_總^/R^/_總=0.4A×（10Ω+2.5Ω+10Ω）=9V
電源電壓的調節范圍為4V~9V