Question

【题目】如图所示电路，电源电压保持不变，电阻R1=10Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω，小灯泡的额定电压为12V，闭合开关S，灯泡电阻不随温度变化．当开关S1S2都断开，滑动变阻器的滑片P滑动到中点时，电流表的读数为0.4A；当开关S1S2都闭合，滑动变阻器的滑片P滑动到最右端时，电流表的示数为0.9A，求：

（1）电源电压为多少？

（2）小灯泡的额定功率是多少？

（3）闭合开关S，调整开关S1S2和滑动变阻器，电阻R1在一分钟消耗的最大电能为多少？

Answer 1

【答案】（1）电源电压为8V；（2）小灯泡的额定功率是9W；（3）电阻R1在一分钟消耗的最大电能为384J．

【解析】

试题（1）当闭合开关S，断开开关S1、S2，滑动变阻器的滑片P滑动到中点时，R1与R2阻值的一半串联，电流表测电路中的电流．

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电路中的总电阻：

电路中的电流为0.4A，故电源的电压：U=IR总=0.4A×20Ω=8V

（2）当闭合开关S，闭合开关S1、S2滑动变阻器的滑片P滑动到最右端时时，灯泡L与R2的最大阻值并联，电表测干路电流．

因并联电路中各支路两端的电压相等且等于总电压，所以，通过R2的电流：

因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过灯泡L的电流：

IL=I′-I2=0.9A-0.4A=0.5A，

则灯泡的电阻：

因小灯泡的电阻不变，额定电压为12V，灯泡的额定功率：

（3）根据可知：要电阻R1在一分钟消耗电能的最大，就要使电阻R1两端的电压最大．闭合开关S，断开S1，S2，滑动变阻器的滑片位于左端即R2阻值最小时，此时的电路为R1的简单电路，R1消耗的功率最大，R11分钟消耗的电能最大．则消耗的电能：