Question

【題目】在如圖所示的電路中，電源電壓保持不變，小燈泡上標有“6 V 3 W”的字樣(不考慮溫度對小燈泡電阻的影響)，R0＝24 Ω，滑動變阻器的規格為“18 Ω 1 .5A”。當開關 S1、S2 都閉合，將滑動變阻器的滑片P移至a端時，燈L正常發光。

（1）求電源電壓；

（2）求此時電壓表與電流表的示數；

（3）若將開關 S1 閉合、S2 斷開，滑動變阻器的滑片 P移至 b端，求此時電壓表的示數與燈 L 消耗的功率。

Answer 1

【答案】(1) 6 V； (2) 0 V；0.75 A； (3) 3.6 V；0.48 W

【解析】

（1）因為當開關S1、S2都閉合，將滑動變阻器的滑片P移至a端時，小燈泡L與電阻R0并聯，所以小燈泡兩端的電壓正好為電源電壓，又因為此時燈L正常發光，所以電源電壓為：U=U額=6V；

（2）因為此時電壓表相當于接在一根導線兩端，所以電壓表示數為0V，因為此時通過小燈泡的電流為IL=P/U=3W/6V=0.5A，通過電阻R0的電流為，I0=U/R0=6V/24Ω=0.25A，所以干路電流為I=IL+I0=0.5A+0.25A=0.75A；

（3）因為將開關S1閉合、S2斷開，滑動變阻器的滑片P移至b端時，小燈泡與滑動變阻器串聯，且滑動變阻器的最大阻值接入電路，因為燈泡L的電阻為，RL=U/IL=6V/0.5A=12Ω，所以電路中的總電阻為R總=RL+R=12Ω+18Ω=30Ω，所以電路中的電流為，I串=U/R總=6V/30Ω=0.2A，所以滑動變阻器兩端的電壓為，U滑=I串R=0.2A×18Ω=3.6V，此時電壓表的示數為3.6V，所以燈L消耗的功率為，PL=I2串RL=(0.2A)2×12Ω=0.48W。