【題目】如圖所示,電源電壓恒定不變,R2的阻值為8,小燈泡L上標有“6V 3W”字樣,小燈泡電阻不隨溫度改變.若閉合S1S2,斷開S3,小燈泡剛好正常發(fā)光,此時電壓表的示數(shù)為3V,那么:

1)小燈泡L的電阻為多大?

2)電源電壓為多少?

3R1電阻為多大?

4)若閉合S1S3,斷開S2,并移動滑動變阻器R的滑片,滑動變阻器接入電路的電阻為多大時,電路的總功率最大,這個最大的功率等于多少?

【答案】1)燈泡電阻為12Ω;

2)電源電壓為9V;

3R1的阻值為;

4)滑動變阻器接入電路電阻為0時,電路的總功率最大;此時的電功率為4.05W

【解析】試題分析:(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S3,燈泡與定值電阻R1串聯(lián),燈泡正常發(fā)光,說明兩端電壓等于額定電壓,電壓表測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S3,燈泡與定值電阻R1串聯(lián),燈泡正常發(fā)光,說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R1兩端電壓和通過的電流,利用公式R=得到其阻值;

4)若閉合S1S3,斷開S2,滑動變阻器、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=UI計算.

解:(1)由P=可知,

燈泡電阻為RL===12Ω;

2)閉合S1、S2,斷開S3,燈泡與定值電阻R1串聯(lián),燈泡正常發(fā)光,

所以電源電壓U=UL+U=6V+3V=9V;

3)燈泡正常發(fā)光時,電路電流為I===0.5A,

所以R1的阻值為R1===6Ω;

4)閉合S1、S3,斷開S2,滑動變阻器、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,即滑動變阻器接入電路電阻為0,

此時的電路電流為I最大===0.45A

此時的電功率為P最大=UI最大=9V×0.45A=4.05W

答:(1)燈泡電阻為12Ω;

2)電源電壓為9V;

3R1的阻值為;

4)滑動變阻器接入電路電阻為0時,電路的總功率最大;此時的電功率為4.05W

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