Question

如图所示电路中，电源电压为16V恒定不变，滑动变阻器的最大阻值为100Ω，电流表的量程为0～0.6A，灯泡L上标有“12V 9W”字样．当开关S闭合时，电流表的读数为0.4A．求：
（1）灯泡L的电阻为多大？
（2）此时滑动变阻器连入电路的电阻值为多大？
（3）此时灯泡两端的电压是多少？
（4）在移动滑动变阻器的过程中，灯泡能实际达到的最大功率为多少？

Answer 1

分析：（1）根据R=

U2

P

即可求出灯泡的电阻；
（2）先根据欧姆定律的变形公式求出电路中的总电阻，然后根据串联电路电阻的特点求出滑动变阻器接入电路的阻值；
（3）根据欧姆定律的变形公式即可求出灯泡两端电压；
（4）先根据灯泡的额定电流和电流表的最大示数确定电路中的最大电流，然后根据P=I²R求出灯泡的最大功率．

解答：解：（1）∵P=

U2

R

∴灯泡L的电阻：R=

U2

P

=

(12V)2

9W

=16Ω；
（2）∵I=

U

R

∴电路中的总电阻：R_总=

U总

I′

=

16V

0.4A

=40Ω，
又因为串联电路中的总电阻等于各部分电阻之和，所以此时滑动变阻器连入电路的电阻值：
R′=R_总-R=40Ω-16Ω=24Ω；
（3）∵I=

U

R

∴此时灯泡两端的电压：U′=I′R=0.4A×16Ω=6.4V；
（4）∵P=UI，
∴灯泡的额定电流：I=

P

U

=

9W

12V

=0.75A＞0.6A，所以电路中的最大电流为0.6A，
故灯泡的最大功率：P_最大=（I_max）²R=（0.6A）²×16Ω=5.76W．
答：（1）灯泡L的电阻为16Ω；
（2）此时滑动变阻器连入电路的电阻值为24Ω；
（3）此时灯泡两端的电压是6.4V；
（4）在移动滑动变阻器的过程中，灯泡能实际达到的最大功率为5.76W．

点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是知道滑动变阻器在电路中的作用和电路中最大电流的判断．