Question

【题目】如图所示，电源电压保持不变，灯泡L上标有“12V 6W”， 忽略灯丝电阻随温度的变化，电源电压恒定。定值电阻R1=24Ω，滑动变阻器R2上标有“48Ω 1A”，电压表的量程选用“0~15V”，断开S2，闭合S和S1，滑片P移到中点时，电压表示数为6V。求：

（1）电源电压；

（2）调节开关状态与滑动变阻器滑片位置，整个电路的最大功率是多少W？

（3）断开S1，闭合S和S2，在电路安全前提下，调节滑片P的过程中，滑动变阻器的最大功率是多少W？

Answer 1

【答案】(1)12V；(2)12W；(3)1.5W。

【解析】

(1)断开S2，闭合S和S1，滑动变阻器R2与灯泡L串联，电压表测滑动变阻器R2的电压，滑片P移到中点时，滑动变阻器R2接入的阻值为24Ω，电压为6V，由 可得出电流为：

灯泡的电阻为：

总电阻为：

电源电压为：

；

(2)要使整个电路达到最大功率，电路中电流就要最大，电阻最小，当滑片P滑到B端，闭合S、S1和S2时，电路电阻最小，为：

整个电路的最大功率是：

；

(3) 断开S1，闭合S和S2，滑动变阻器与R1串联，设滑动变阻器消耗功率最大时，接入电路的电阻为R0，滑动变阻器消耗的功率为P2：

若要使P2最大，则要最小，只需最小，根据数学知识有

，

即

，

当最小时应满足

，

将

带入上式，则有：

。