题目内容
【题目】如图所示电路中,电源电压不变。闭合开关后,当滑片P在某一端点时,电流表示数为0.3A,小灯泡消耗的功率为0.9W;当滑片P移至中点时,电压表示数变化了2V,此时小灯泡恰好正常发光,且消耗的功率为2W.求:
(1)当滑片P在某一端点时,电压表的示数;
(2)小灯泡正常发光时的电阻;
(3)电源电压。
【答案】(1)3V;(2)12.5Ω;(3)9V
【解析】
由电路图可知,灯泡与滑动变阻器串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。(1)当滑片P在某一端点时,电流表示数为0.3A,小灯泡消耗的功率为0.9W;当滑片P移至中点时,电压表示数变化了2V,此时小灯泡恰好正常发光,且消耗的功率为2W,由小灯泡消耗的功率变大可知,电路中的电流I=0.3A时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,由P=UI可得,此时灯泡两端的电压:UL==3V;(2)当滑片P移到中点时,变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的电流变大,灯泡两端的电压变大,由电压表示数变化了2V可知,此时灯泡两端的电压UL′=UL2V=3V2V=5V,因此时灯泡正常发光,且灯泡的功率PL′=2W,所以,由P=UI=可得,灯泡正常发光时的电阻:RL==12.5Ω;(3)当滑片P在最右端时,灯泡的电功率两端的电压UL=3V,电路中的电流I=0.3A,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,由I=可得,电源的电压:U=ULIR=3V0.3A×R滑 -----------①,当滑片P移到中点时,灯泡两端的电压UL′=5V,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流:I′==0.4A,电源的电压:U=UL′I′×=5V0.4A×------------②,因电源的电压不变,所以,3V0.3A×R滑=5V0.4A×,解得:R滑=20Ω,电源的电压U=ULIR=3V0.3A×20Ω=9V.