Question

（2015•广元）如图所示，灯L上标有“6V  3W”字样（不考虑温度对灯泡电阻的影响），电阻R₁=20Ω．求：

（1）灯泡的电阻；

（2）当开关S₁闭合，S₂、S₃都断开时，灯L正常发光，电源电压；

（3）开关S₁、S₂、S₃都闭合，且滑片P在b端时，电流表的示数为2.4A，滑动变阻器R₂的最大阻值；

（4）当开关S₁断开，S₂、S₃都闭合，且滑片P在a、b间中点时，在1min内滑动变阻器产生的热量．

Answer 1

解：（1）由题意知：灯泡的额定电压U_L=6V，额定功率P_L=3W，灯泡电阻R_L===12Ω．

（2）灯泡正常发光，电路电流I===0.5A，电阻R₁与灯泡L串联，

电源电压U=I（R₁+R_L）=0.5A×（20Ω+12Ω）=16V．

（3）电路电流I_A=2.4A，电阻R₁与R₂并联，由欧姆定律得：流过电阻R₁的电流I₁===0.8A，

流过电阻R₂的电流I₂=I_A﹣I₁=2.4A﹣0.8A=1.6A，电阻R₂的电阻值R₂===10Ω．

（4）滑片P在a、b间中点，滑动变阻器接入电路的电阻值R'₂===5Ω，

在t=1min=60s内，滑动变阻器产生的热量Q=t=×60s=3072J．

答：（1）灯泡的电阻是12Ω．（2）电源电压是16V．

（3）滑动变阻器R₂的最大阻值是10Ω．

（4）在1min内滑动变阻器产生的热量是3072J．