Question

如图所示，电源电压保持不变，L₁额定电压为1.2V，L₂额定电压为9V．闭合开关S₁后，当开关S接“1”，滑片P在最左端时，电压表示数为5.4V，L₁此时的实际电压是额定电压的；当开关S接“2”，滑片P在中点时，电压表示数为2V．若将L₁和L₂串联后接在该电源上时，电路中电流为0.2A，设灯丝电阻不随温度改变．
求：
（l）电源电压？
（2）L₁的电阻？
（3）L₂的额定功率？

Answer

（1）闭合开关S1后，当开关S接“1”，滑片P在最左端时，滑动变阻器与灯泡L1串联，电阻两端的电压与灯泡两端的电压之和等于电源电压；
（2）当开关S接2时，P在中点，滑动变阻器阻值的一半接入电路，与灯泡L2串联，此时电阻两端的电压与灯泡两端的电压之和也等于电源电压；
将L1和L2串联后接在该电源上时，电路中电流为0.2A，根据以上已知条件，列出方程求解；
（3）根据前面求出的R2和额定电压直接利用功率公式P=计算即可．
【解析】
（1）设滑动变阻器的最大阻值为R，当开关S接“1”，滑片P在最左端时，滑动变阻器与灯泡L1串联，电压表测量滑动变阻器的电压，
由灯泡L1两端的电压是额定电压的得：灯泡L1两端的电压U1=1.2V×=0.6V，
所以电源电压U=U′+U1=5.4V+0.6V=6V．
（2）当开关S接“1”，滑片P在最左端时，电压表示数为5.4V，则有：
×R1=5.4V-----------------------①
当开关S接2时，P在中点，电压表示数为2V，则有：
×=2V…----------------------②
若将L1和L2串联后接在该电源上时，电路中电流为0.2A，则有：
R1+R2==30Ω----------------------③
解①②③组成的方程组得：
R=27Ω，R1=3Ω，R2=27Ω．
（3）L2的额定功率：P2===3W．
答：（l）电源电压为6V；
（2）L1的电阻3Ω；
（3）L2的额定功率为3W．