Question

【题目】如图所示电路，电源电压保持不变，滑动变阻器R′的最大阻值为30Ω，小灯泡L上标有“2.5W”字样（忽略温度对灯泡电阻的影响）。

（1）滑片移至最右端，闭合开关后，电流表的示数为0.3A，小灯泡的功率为0.9W，求电源电压。

（2）将滑片移至某一位罝时，电压表的示数为7V，此时小灯泡正常发光，求小灯泡正常发光时的电流和电路的总功率。

（3）若把小灯泡换成一个定值电阻R，假设电流流过电阻R产生的热量为Q、转化的电能为E、做的功为W，请写出这三个物理量的大小关系。

Answer 1

【答案】（1）12V（2）0.5A；6W（3）Q=E=W

【解析】

由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流。

（1）滑片移至最右端，闭合开关后，滑动变阻器的电阻全部连入电路，根据可得滑动变阻器两端的电压：

U′=IR′=0.3A×30Ω=9V，

根据P=UI可得灯泡两端的电压：

则电源电压:

U=U′+UL=9V+3V=12V。

（2）将滑片移至某一位置时，由于小灯泡正常发光，根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得：灯泡的额定电压:

U额=U-U″=12V-7V=5V；

根据P=UI可得灯泡正常发光时的电流:

电路的总功率:

P总=UIL=12V×0.5A=6W

（3）若把小灯泡换成一个定值电阻R，根据电阻的热效应可知：通过电阻的电流所做的功都用于产生热量。则:

Q=W；

由于通过电阻的电流所做多少功，电阻就需要消耗多少电能，则:

W=E；

所以:

Q=W=E。