Question

（8分）如圖，電源電壓恒定不變，R1=30Ω，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為20Ω，燈泡額定電壓為3V（忽略燈泡電阻的變化），電壓表量程為0～3V．當(dāng)S、S1、S2都閉合，滑動(dòng)變阻器滑片移到最右端時(shí)，電流表示數(shù)為0.5A；當(dāng)閉合S，斷開S1、S2，滑片p位于中點(diǎn)時(shí)，小燈泡恰好正常發(fā)光．求：

（1）電源電壓；

（2）小燈泡的額定功率；

（3）S閉合，S1、S2都斷開時(shí)，電路消耗總功率的最大值．

 

Answer 1

（1）電源電壓為6V；（2）小燈泡的額定功率為0.9W；（3）S閉合，S1、S2都斷開時(shí)，電路消耗總功率的最大值為1.8W．

【解析】

試題分析：（1）S、S1、S2都閉合，滑動(dòng)變阻器滑片移到最右端時(shí)，R1與R2并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器的阻值為20Ω，電流表示數(shù)為0.5A；

R1與R2的總電阻

電源電壓U=IR總=0.5A×12Ω=6V．

（2）閉合S，斷開S1、S2，燈泡L與R2串聯(lián)接入電路，等效電路如下圖，

小燈泡正常發(fā)光燈泡兩端的電壓為3V，此時(shí)R2兩端電壓U2=U﹣UL=6V﹣3V=3V，

滑片p位于中點(diǎn)時(shí)，接入電路的阻值R′=10Ω，電路中的電流；

燈泡的額定功率PL=ULIL=3V×0.3A=0.9W．

（3）小燈泡的電阻，S閉合，S1、S2都斷開時(shí)，燈泡L與R2串聯(lián)接入電路，電壓表測(cè)燈泡兩端電壓，若當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入的阻值為0時(shí)，則電壓表示數(shù)為U=6V，由于電壓表量程為0～3V，所以電壓表示數(shù)應(yīng)不大于3V，則電路中的最大電流，

∴電路消耗的總功率的最大值P總=UI/=6V×0.3A=1.8W．

答：（1）電源電壓為6V；（2）小燈泡的額定功率為0.9W；

（3）S閉合，S1、S2都斷開時(shí)，電路消耗總功率的最大值為1.8W．

考點(diǎn)： 電功率的計(jì)算、歐姆定律的應(yīng)用。