Question

【题目】如图所示,灯泡L标有“6V6W”字样(灯泡电阻不受温度影响)，当闭合，滑片P滑到a处时，灯泡L正常发光，电源电压保持不变。

（1）求小灯泡的电阻和电源电压；

（2）当S1闭合、断开，滑片P位于中点c处时，电流表示数为0.5A，求P位于b处时，1h内变阻器产生的热量；

（3）当S1、S2处于什么状态，滑片P 位于何处时，电路消耗的总功率最大？求出最大总功率。

Answer 1

【答案】（1）6Ω，6V；
（2）4800J；
（3）a，12W。

【解析】

（1）灯泡L标有“6V 6W”字样，表示灯的额定电压为6V，额定功率为6W，根据电功率的公式求出灯泡的电阻；当S1闭合，滑片P滑到a处时，灯与变阻器并联，因灯泡L正常发光求出灯的电压为6V，根据并联电路电压的规律得出电源电压；
（2）当S1闭合、S2断开，滑片P位于中点c处时，灯与变阻器串联，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电路的总电阻；根据电阻的串联求出变阻器的最大电阻；P位于b处时，灯与变阻器串联，且变阻器的电阻为R=12Ω，由电阻的串联规律，根据欧姆定律求出此时电路的电流，根据Q=I22Rt求出1h内变阻器产生的热量；
（3）根据可知当电路中的总电阻最小时，电路的总功率最大，根据并联电阻小于其中任一电阻，串联电阻大于其中任一电阻，求出两电阻并联的最小电阻，根据求出电路消耗的最大总功率。

（1）灯泡L标有“6V 6W”字样，表示灯的额定电压为6V，额定功率为6W，根据得到灯的电阻：，当S1闭合，滑片P滑到a处时，灯泡与滑动变阻器并联，因灯泡L正常发光，灯泡的电压为6V，根据并联电路电压的规律，电源电压为：U=6V；

（2）当S1闭合、S2断开，滑片P位于中点c处时，灯与变阻器串联，且变阻器的电阻为0.5R滑，电流表测电路中的电流，电流表示数为0.5A；电路的总电阻：，根据电阻的串联有：0.5R=12Ω-6Ω=6Ω，故变阻器的最大电阻：R=12Ω；P位于b处时，灯与变阻器串联，且变阻器的电阻为R=12Ω，由电阻的串联规律，根据欧姆定律，此时电路的电流：，1h内变阻器产生的热量：；

（3）根据可知，当电路中的总电阻最小时，电路的总功率最大，根据并联电阻小于其中任一电阻，串联电阻大于其中任一电阻的，故当S1、S2都闭合时，滑片P滑片滑到a处时，两电阻并联的电阻最小，，电路消耗的最大总功率：。

答：（1）小灯泡的电阻为6Ω，电源电压为6V；

（2）P位于b处时，1h内阻产生的热量为4800J；

（3）当S1、S2都闭合时，滑片P滑片滑到a处时电路消耗的总功率最大，最大总功率为12W。