Question

如圖所示，電源電壓恒定不變，R₂的阻值為8?，小燈泡L上標(biāo)有“6V 3W”字樣，小燈泡電阻不隨溫度改變．若閉合S₁、S₂，斷開(kāi)S₃，小燈泡剛好正常發(fā)光，此時(shí)電壓表的示數(shù)為3V，那么：
（1）小燈泡L的電阻為多大？
（2）電源電壓為多少？
（3）R₁電阻為多大？
（4）若閉合S₁、S₃，斷開(kāi)S₂，并移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R的滑片，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為多大時(shí)，電路的總功率最大，這個(gè)最大的功率等于多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）已知燈泡額定電壓和額定功率，利用公式R=得到燈泡電阻；
（2）若閉合S₁、S₂，斷開(kāi)S₃，燈泡與定值電阻R₁串聯(lián)，燈泡正常發(fā)光，說(shuō)明兩端電壓等于額定電壓，電壓表測(cè)量定值電阻兩端電壓，總電壓等于兩電壓之和；
（3）若閉合S₁、S₂，斷開(kāi)S₃，燈泡與定值電阻R₁串聯(lián)，燈泡正常發(fā)光，說(shuō)明兩端電壓等于額定電壓，已知燈泡兩端電壓和電阻，利用歐姆定律得到電路電流；串聯(lián)電路電流處處相等，已知電阻R₁兩端電壓和通過(guò)的電流，利用公式R=得到其阻值；
（4）若閉合S₁、S₃，斷開(kāi)S₂，滑動(dòng)變阻器、定值電阻R₂和燈泡串聯(lián)，要使電路總功率最大，也就是電路總電阻最小，功率大小用公式P=計(jì)算．
解答：解：（1）∵P=
∴燈泡電阻為R_L===12Ω；
（2）閉合S₁、S₂，斷開(kāi)S₃，燈泡與定值電阻R₁串聯(lián)，燈泡正常發(fā)光，
∴電源電壓U=U_L+U_額=6V+3V=9V；
（3）燈泡正常發(fā)光時(shí)，電路電流為I===0.5A，
∴R₁的阻值為R₁===6Ω；
（4）閉合S₁、S₃，斷開(kāi)S₂，滑動(dòng)變阻器、定值電阻R₂和燈泡串聯(lián)，要使電路總功率最大，也就是電路總電阻最小，即滑動(dòng)變阻器接入電路電阻為0，
此時(shí)的電功率為P_最大====4.05W．
答：（1）燈泡電阻為12Ω；
（2）電源電壓為9V；
（3）R₁的阻值為6Ω；
（4）滑動(dòng)變阻器接入電路電阻為0時(shí)，電路的總功率最大；此時(shí)的電功率為4.05W．
點(diǎn)評(píng)：分析多元件、多開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器滑片在不同位置等情況下的電學(xué)問(wèn)題時(shí)，應(yīng)該在掌握電路特點(diǎn)和有關(guān)公式的前提下，各個(gè)擊破，切忌不分主次，漫無(wú)目的，無(wú)從下手．