Question

【題目】實驗室里有兩只分別標有為6V 3W和6V 6W的小燈泡L1和L2，將它們連接到如圖所示的電源電壓可調的電路中，閉合開關S1、S2、S3，滑片P置于最右端時，調節電源電壓使小燈泡L1正常發光，電流表的示數為0.8A。電流表電壓表均使用大量程（0—3A，0—15V），不計溫度對電阻影響。求：

⑴滑動變阻器的最大電阻。

⑵只閉合開關S2時，調節電源電壓，保證燈泡安全前提下，電源電壓的可調的最大值。

⑶只閉合開關S1時，電路安全前提下，調節電源電壓和滑動變阻器阻值，當電源電壓調到最大時，此時滑動變阻器的功率為多少？

Answer 1

【答案】（1）20N （2）19V （3） 15W

【解析】（1）閉合開關S1 、S2 、S3 ，滑片P置于最右端時，滑動變阻器的最大阻值與燈泡L1 并聯，電流表測干路電流，因并聯電路中各支路兩端的電壓相等，且小燈泡L1 正常發光，所以，電源的電壓U=U1 =6V，由P=UI可得，通過L1 的電流： I1 =P1/U1=3W/6V=0.5A，因并聯電路中干路電流等于各支路電流之和，

所以，通過滑動變阻器的電流：I滑=I-I1 =0.8A-0.5A=0.3A，

由I=U/R可得，滑動變阻器的最大阻值：R滑 =U/I滑=6V/0.3A=20Ω；

（2）只閉合開關S2 時，L1 與L2 串聯，由P=U2/R可得，

L2 的阻值：R2 =U22/P2=(6V)2/6W=6Ω，

L2 正常發光時的電流：I2 =U2/R2=6V/6Ω=1A，

因串聯電路中各處的電流相等，所以，電路中的最大電流I大 =0.5A，

此時L1 兩端的電壓U1 =6V，L1 兩端的電壓U2 ′=I大 R2 =0.5A×6Ω=3V，

因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，

所以，電源電壓的可調的最大值：U大 =U1 +U2 ′=6V+3V=9V；

（3）只閉合開關S1 時，L2 與滑動變阻器串聯，電流表測電路中的電流，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，當L2 正常發光且電壓表的示數最大時電源的電壓最大，此時電路中的電流I2 =1A，滑動變阻器兩端的電壓U滑大 =15V，則此時滑動變阻器的功率：P滑 =U滑大 I2 =15V×1A=15W