Question

【題目】如圖所示，電源電壓保持不變，R為滑動(dòng)變阻器，定值電阻R0=10Ω，燈泡L上標(biāo)有“6V 3W”的字樣．電源和電表的內(nèi)阻不計(jì)．

（1）只閉合開關(guān)S1時(shí)，電流表示數(shù)為1A，求電源電壓_______；

（2）在不損壞電流表及電源的情況下，閉合開關(guān)S1、S2，，移動(dòng)滑片P至滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)，此時(shí)電流表示數(shù)為1.5A，求滑動(dòng)變阻器的最大阻值_______；

（3）當(dāng)開關(guān)S1、S2斷開、S3合上時(shí)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P，使燈泡L正常發(fā)光，求滑動(dòng)變阻器消耗的電功率______．

Answer 1

【答案】 10V 40Ω 2W

【解析】（1）由電路圖知道，若只閉合開關(guān)S1 時(shí)，只有定值電阻R0 連入，電流表測(cè)電流，由歐姆定律知道，電源的電壓是：U=U0 =I0 R0 =1A×10Ω=10V；

（2）由電路圖知道，若閉合開關(guān)S1、S2，移動(dòng)滑片P置于其中點(diǎn)，定值電阻R0 與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，即I=1.5A，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值為R′=R/2，因?yàn)椴⒙?lián)電路干路電流等于各支路電流之和，所以通過滑動(dòng)變阻器的電流是：I′=I-I0 =1.5A-1A=0.5A，

由歐姆定律知道，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值是：R′=U/I′=10V/0.5A=20Ω，

所以，滑動(dòng)變阻器的最大阻值是：R=2R′=2×20Ω=40Ω。

（3）當(dāng)開關(guān)S1、S2 斷開、S3 合上時(shí)，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接在電源兩端，燈泡L正常發(fā)光時(shí)，所以UL =U額=6V，由P=UI知道燈泡L正常發(fā)光的電流是：IL =P額/UL=3W/6V=0.5A，

串聯(lián)電路兩端的電壓等于串聯(lián)的各部分電路兩端的電壓之和，所以此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓是：U″=U-UL =10V-6V=4V，

故此時(shí)滑動(dòng)變阻器的電功率是：P滑 =U″IL =4V×0.5A=2W。