Question

　　如图6所示电路，电压表示数为6伏特，小灯泡规格为“4V 1W”，

　　

　　长度时，小灯泡恰能正常发光，假设电源电压和小灯泡电阻均不变，且滑动变阻器的电阻随线圈长度均匀分布。求：

　

　　(1)滑动变阻器的最大阻值。

　　(2)滑动变阻器消耗功率P1与同一时刻小灯泡的消耗功率P2之比的最小值。

Answer 1

【分析】

　　该电路是灯泡L与滑动变阻器串联电路。小灯泡的额定电压U额=4

　　

【解答】

　　

　　电压表的示数为电源电压U，与灯泡两端电压UL、滑动变阻器两端电压UP的关系是U=UL+UP，由此可知UP=6伏-4伏=2伏。

　　设滑动变阻器总电阻为R，滑动片向右滑动，接入电路的电阻加大。

　　

　　(2)滑动变阻器消耗的功率P1与灯泡消耗的功率PL之比最小时，UL应当达到最大值。因为灯泡的最大实际电压只能高出额定电压的

　　

　　滑动变阻器两端此时的电压为U1=6伏-4.8伏=1.2伏。

　　电灯泡与滑动变阻器是串联的，电功率之比等于电压之比，即

　　

【说明】

　　串联电路各电路元件的功率之比等于元件的电压之比，等于它们的电阻之比，即P1∶P2=U1∶U2=R1∶R2。可以用这个关系分析电功率、电压、电阻之间的关系。