Question

【題目】如圖所示，L是標有“6V 1.2W”字樣的小燈泡，R是標有“50Ω 1A”字樣的滑動變阻器．斷開開關S2，閉合開關S1和S3，燈泡正常發光，調節滑動變阻器使電流表的示數為0.50A．

求：

（1）燈泡正常發光30s，燈泡消耗的電能．

（2）燈泡正常發光時,滑動變阻器接入電路的阻值．

（3）斷開開關S1和S3，閉合開關S2，改變電源電壓，并調節滑動變阻器，在保證電路安全的前提下，電路消耗的最大功率是多少？

Answer 1

【答案】 36J 20Ω 2W

【解析】（1）根據題意知道，燈泡正常發光30s消耗的電能是：W=PL t=1.2W×30s=36J；

（2）由電路圖知道，當斷開開關S2 ，閉合開關S1和S3時，滑動變阻器R和燈泡L并聯，燈泡正常發光，所以電源電壓等于燈泡的額定電壓為：U額=6V；

由P=UI知道，燈泡正常發光時的電流：IL =PL/UL=1.2W/6V=0.2A；

因為并聯電路中，干路電流等于各支路電流之和，所以通過R的電流是：

IR =0.5A-0.2A=0.3A；由I=U/R可知，滑動變阻器R的阻值：R=U/IR=6V/0.3A=20Ω；

（3）由P=U2/R可得，燈泡的電阻：RL=U2/PL=(6V)2/1.2W=30Ω；

斷開開關S1和S3，閉合開關S2，滑動變阻器R和燈泡L串聯，此時電路中的總電阻是：R總 =30Ω+20Ω=50Ω；

因為燈泡正常發光，所以電路中的電流為0.2A，則電路的總功率：P=IL2 R總=（0.2A）2 ×50Ω=2W。