Question

如图是小红学习电学后设计的一电路．其中L _红为“6V   3W”、L_绿为“6V  6W”的小灯泡，R₁为“1 8Ω1.5A”的滑动变阻器．当该电路闭合开关S、S₁、S₂，滑动变阻器的滑片P移至b端时，两灯都正常发光（电源电压不变）．问：
（1）电源电压为多少伏？
（2）两灯都正常发光时电流表的示数为多少？
（3）若S、S₂闭合、S₁断开，电流表示数为0.25A时，此时滑动变阻器连入电路的电阻为多少？
（4）分别画出该电路处于最大电功率和最小电功率时的等效电路图．

Answer

（1）当该电路闭合开关S、S1、S2，滑动变阻器的滑片P移至b端时，两灯并联，且都正常发光，说明电源电压与灯泡的额定电压相同．
（2）电流表测量干路电流，已知灯泡的额定电压和额定功率，根据公式I=可求两灯都正常发光时电流表的示数．
（3）S、S2闭合、S1断开，绿灯与滑动变阻器串联，根据公式R=求出电路的总电阻，进一步求出滑动变阻器接入电路的电阻．
（4）根据公式P=可知，电阻越大，电功率越小，电阻越小，电功率越大．
【解析】
（1）电源电压与灯泡的额定电压相同为U=6V．
（2）∵L红与L绿并联且正常发光，∴I===1.5A．
答：两灯都正常发光时电流表的示数为1.5A．
（3）变阻器连入的部分电阻R1串联，∴电路总电阻R总===24Ω，
红灯的电阻R红===12Ω，绿灯的电阻R绿=-==6Ω，
变阻器连入电路的电阻为R1=R总-R绿=24Ω-6Ω=18Ω．
答：此时滑动变阻器连入电路的电阻为18Ω．
（4）当两灯并联时电路的电阻最小，所以功率最大，最大电功率时如图：

当两个最大的电阻串联时，电路的电阻最大，红灯和滑动变阻器的电阻都比绿灯的电阻大，此时功率最小，最小电功率时如图：