Question

如图所示，电源电压为6V，闭合开关S₁，断开S₂，当滑片P由a移到b时，电流表的示数由0.25A变到0.5A，灯泡L的亮度也由暗变到正常发光．求：
（1）灯泡L的额定功率和滑动变阻器的最大电阻．
（2）当滑片移到b端，且开关S₂闭合时，10s内电流在R₂做功18J，求此时电流表的读数．

Answer

（1）闭合开关S1，断开S2，当滑片位于b端时，电路为灯泡的简单电路，此时灯泡正常发光，电路中的电流最大，根据P=UI求出灯泡的额定功率，根据欧姆定律求出灯泡的电阻；当滑片位于a端时，滑动变阻器的最大阻值和灯泡串联，此时电路中的电流最小，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出滑动变阻器的最大阻值；
（2）当滑片移到b端，且开关S2闭合时，灯泡与R2并联，根据并联电路的电压特点和W=UIt求出通过R2的电流，根据并联电路的电流特点求出干路电流表的示数．
【解析】
（1）闭合开关S1，断开S2，当滑片位于b端时，电路为灯泡的简单电路，电路中的电流最大，
∵灯泡正常发光，
∴灯泡的额定功率：
PL=UIL=6V×0.5A=3W，
根据欧姆定律可得，灯泡的电阻：
RL===12Ω，
当滑片位于a端时，滑动变阻器的最大阻值和灯泡串联，此时电路中的电流最小，
电路中的总电阻：
R===24Ω，
∵并联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴滑动变阻器的最大阻值：
R滑=R-RL=24Ω-12Ω=12Ω；
（2）当滑片移到b端，且开关S2闭合时，灯泡与R2并联，
∵并联电路中各支路两端的电压相等，
∴根据W=UIt可得，通过R2的电流：
I2===0.3A，
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
∴干路电流表的示数：
I=IL+I2=0.5A+0.3A=0.8A．
答：（1）灯泡L的额定功率为3W，滑动变阻器的最大电阻为12Ω；
（2）当滑片移到b端，且开关S2闭合时，电流表的读数为0.8A．