Question

如圖所示，電源電壓恒定不變，電阻R₁的阻值為20歐，滑動(dòng)變阻器的最大阻值R₂為40歐，小燈泡的額定電壓為18V，燈絲電阻不隨溫度發(fā)生變化，閉合開(kāi)關(guān)S．當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁、S₂都斷開(kāi)時(shí)，滑動(dòng)變阻器的滑片P移到中點(diǎn)時(shí)，電流表的讀數(shù)為0.3A；當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁、S₂都閉合時(shí)，滑動(dòng)變阻器的滑片P移到到最右端時(shí)，電流表的示數(shù)為0.9A．求：
（1）電源電壓是多少？
（2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S₁、S₂都斷開(kāi)時(shí)，通電1分鐘，電路中產(chǎn)生的最大熱量是多少？
（3）小燈泡的額定電功率是多少？

Answer 1

解：（1）開(kāi)關(guān)S閉合，S₁、S₂都斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器的滑片P移到到中點(diǎn)時(shí)的等效電路圖如圖1所示；
圖1中R_2中===20Ω，
電源電壓U=I（R_2中+R₁）=0.3A×（20Ω+20Ω）=12V；
（2）由電路圖知：開(kāi)關(guān)S閉合，S₁、S₂都斷開(kāi)，且滑動(dòng)變阻器R₂滑片在最左端時(shí)，
此時(shí)電路電阻最小，電路功率最大，通電1min電路產(chǎn)生的熱量最多，此時(shí)等效電路圖如圖2所示；
通電1分鐘，電路中產(chǎn)生的熱量Q=t=×60s=432J，
（3）開(kāi)關(guān)S、S₁、S₂都閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片P移到最右端時(shí)的等效電路圖如圖3所示，
此時(shí)R_2右=R₂=40Ω，由歐姆定律得：I₂===0.3A；
由并聯(lián)電路特點(diǎn)知，I_L=I_A﹣I₂=0.9A﹣0.33A=0.6A，
燈泡電阻R_L===20Ω，
燈泡的額定功率P===16.2W，