Question

【題目】如圖所示，電源電壓恒定不變，R1=30歐，滑動變阻器的最大阻值為20歐，燈泡的額定電壓為3V（忽略燈絲電阻的變化），電壓表的量程為0~3V。當S、S1、S2都閉合，滑動變阻器的滑片移到最右端時，電流表的示數為0.5A；當閉合S,斷開S1、S2,滑片P位于中點時，小燈泡恰好正常發光。求：

（1）燈泡電壓。

（2）小燈泡的額定功率。

（3）當S閉合，S1、S2都斷開時，電路消耗的總功率的最大值。

Answer 1

【答案】（1）6V （2）0.9W （3）1.8W

【解析】（1）S、S1 、S2 都閉合，滑動變阻器滑片移到最右端時，R1與R2 并聯，等效電路如下圖1，

則I1 =U/R1，I2 =U/R2，根據I=I1 +I2 可得：U/R1+U/R2=I，即：U/30Ω+U/20Ω=0.5A，

（2）閉合S，斷開S1 、S2 ，燈泡L與R2 串聯接入電路，（或等效電路如上圖2）

小燈泡正常發光，此時R2 兩端電壓U2 =U-UL =6V-3V=3V，

滑片p位于中點時，接入電路的阻值R′=10Ω，滑動變阻器接入的阻值最小，電流最大電路中的電流IL =I2 =U2/R′=3V/10Ω=0.3A；

燈泡的額定功率PL =UL IL =3V×0.3A=0.9W．

（3）小燈泡的電阻RL =UL/IL=3V/0.3A=10Ω，

S閉合，S1 、S2 都斷開時，燈泡L與R2 串聯接入電路，電壓表測燈泡兩端電壓，若當滑動變阻器接入的阻值為0時，則電壓表示數為U=6V，∵電壓表量程為0～3V，∴電壓表示數應不大于3V，

∴則電路中的最大電流I=UL/RL=3V/10Ω=0.3A，

∴電路消耗的總功率的最大值P總 =UI=6V×0.3A=1.8W