Question

如图所示电路，电源两端电压保持不变，滑动变阻器的最大电阻值为R₁，R₂为定值电阻，灯泡L标有“12V 9W”字样，且不计灯丝电阻随温度的变化．当开关都闭合时，灯泡L恰能正常发光．将开关S₁、S₃断开，S₂闭合后，改变滑动变阻器的滑片P的位置，使滑动变阻器连入电路的电阻分别为0.25R₁和R₁，这两种情况下，滑动变阻器消耗的电功率相等．当开关S₁、S₂断开，S₃闭合，滑片P在变阻器的左端时，灯泡L的实际电功率为额定电功率的．求：
（1）灯泡正常发光时电流表的示数I_A；
（2）滑动变阻器的最大电阻值R₁；
（3）灯泡正常发光时电阻R₂消耗的电功率P₂．

Answer

1、分析电路结构，画出等效电路图；
2、根据灯泡的额定电压与额定功率，由功率公式求出灯泡的电阻，根据欧姆定律求出流过电流表的电流IA；
3、根据功率公式P=求出电流；根据欧姆定律及功率公式P=求出电阻R1；
4、根据R1与R2的关系求出电阻R2 ，最后由P=求出R2的功率．
【解析】
开关都闭合时电路连接如图甲
只闭合开关S2时，电路连接如图乙、丙
只闭合开关S2时，电路连接如图丁

在甲图中，灯泡L正常发光，所以电源电压U=UL=12V，
灯泡电阻RL===16Ω
电流表示数IA=IL===0.75A
在乙图、丙图中，P1′=P1；
===   =
电源输出电压不变：===；   R1=2R2
在甲图、丁图中，PL′=PL，RL不变；===；=
电源输出电压不变===；R1=3RL=3×16Ω=48Ω
R1=2R2；R2 ===24Ω，R1=3RL；=
甲图中灯泡正常发光，R2消耗的功率P2===6W．
答：（1）灯泡正常发光时电流表的示数是0.75A．
（2）滑动变阻器的最大电阻值48Ω．
（3）灯泡正常发光时电阻R2消耗的电功率P2=6W．