Question

【題目】如圖所示，電源電壓恒定不變，定值電阻R2的阻值為9Ω，小燈泡 L 上標有“6V 3W”字樣，小燈泡電阻不隨溫度改變．若斷開S1、S2，閉合S3，小燈泡剛好正常發光，此時電壓表的示數為3V．試問：

（1）小燈泡L的電阻為多少？

（2）電源電壓為多少？

（3）R1電阻為多少？

（4）若S1、S2、S3 都閉合，電路的最大總功率為多少？

Answer 1

【答案】（1）小燈泡L的電阻為12歐姆．

（2）電源電壓為9V．

（3）R1電阻為6歐姆．

（4）若S1、S2、S3 都閉合，電路的最大總功率為22.5W

【解析】試題分析：（1）已知燈泡額定電壓和額定功率，利用公式R=得到燈泡電阻；

（2）若閉合S1、S2，斷開S3，燈泡與定值電阻R1串聯，燈泡正常發光，說明兩端電壓等于額定電壓，電壓表測量定值電阻兩端電壓，總電壓等于兩電壓之和；

（3）若閉合S1、S2，斷開S3，燈泡與定值電阻R1串聯，燈泡正常發光，說明兩端電壓等于額定電壓，已知燈泡兩端電壓和電阻，利用歐姆定律得到電路電流；串聯電路電流處處相等，已知電阻R1兩端電壓和通過的電流，利用公式R=得到其阻值；

（4）S1、S2、S3都閉合且滑片在A端時，R1、R2并聯，此時電路總電阻最小，電路總功率最大，由并聯電路特點與電功率公式可以求出最大功率．

解：（1）由P=可知，

燈泡電阻為RL===12Ω；

（2）閉合S1、S2，斷開S3，燈泡與定值電阻R1串聯，燈泡正常發光，

所以電源電壓U=UL+U額=6V+3V=9V；

（3）燈泡正常發光時，電路電流為I===0.5A，

所以R1的阻值為R1===6Ω；

（4）由圖示電路圖可知，S1、S2、S3都閉合且滑片在A端時，R1、R2并聯，此時電路總電阻最小，電路總功率最大，

此時的電功率：P最大=+=+=22.5W．

答：（1）小燈泡L的電阻為12歐姆．

（2）電源電壓為9V．

（3）R1電阻為6歐姆．

（4）若S1、S2、S3 都閉合，電路的最大總功率為22.5W．