Question

【题目】如图甲所示的电路，电源电压不变，R0为定值电阻，灯泡L标有“6V 3W”字样，电流表量程为，当只闭合开关S、S1，滑动变阻器滑片P位于R1的中点时，灯泡L的实际功率为0.5W；当只闭合开关S、S2，滑动变阻器的阻值接入电路，电流表的示数为0.15A。定值电阻R0和标有“6V 3W”灯泡L的信息图像如图乙所示。求∶

(1)灯泡正常发光10min，电流通过灯泡产生的热量；

(2)电源电压；

(3)为保证电路安全，电路消耗的最大电功率及滑动变阻器连入电路的阻值（要求：L、R0、R1最多只有两个连在电路中）。

Answer 1

【答案】(1)；(2)7.5V；(3)3.75W；

【解析】

(1)根据可得，灯泡正常发光10min，电流通过灯泡产生的热量

(2)当只闭合开关S、S1， R1和灯泡L串联，由图可知，当灯泡L的实际功率为0.5W时，灯泡两端的电压为2V，通过电路的电流为0.25A。设电源电压为U，根据串联电路电压的特点可得

当只闭合开关S、S2时，R0和R1串联，电路中的电流为0.15A时，电阻R0的两端的电压3V。同理可得

联立可得

所以电源电压为7.5V。

(3)若R1和灯泡L串联，因为灯泡的的规格为“6V 3W”，则电路中允许通过的最大电流为

灯泡的电阻为

此时电路中的总电阻为

满足题意。根据可得，电路消耗的最大电功率为

若R0和R1串联， 电流表的量程为，电路中允许通过的最大电流为0.6A，此时电路消耗的最大电功率为

根据R0的图像可得，定值电阻R0的大小为

此时电路中的总电阻为

不满足题意。

综上所得，为了保证电路安全，R1和灯泡L串联,电路消耗的最大电功率为3.75W。此时电路中的电流为0.5A，设滑动变阻器接入电路中的阻值为，根据串联电路电压特点可得

解得。

答：(1)灯泡正常发光10min，电流通过灯泡产生的热量为；

(2)电源电压是；

(3)为保证电路安全，电路消耗的最大电功率是3.75W，滑动变阻器连入电路的阻值是。