Question

如图所示，灯L上标有“6V 3W”字样，电阻R₁=20Ω．求：
（1）灯泡的额定电流；
（2）灯泡正常工作时的电阻；
（3）当开关S₁闭合，S₂、S₃都断开时，灯L正常发光，电源电压；
（4）开关S₁、S₂、S₃都闭合，且滑片P在b端时，电流表的示数为2.4A，滑动变阻器R₂的最大阻值．

Answer

（1）根据I=计算灯泡的额定电流；
（2）根据R=计算灯泡的电阻值；
（3）分析开关S1闭合，S2、S3都断开时，电路的连接情况，根据灯泡正常发光确定电路中的电流，则R1的电压U1=IR1，电源电压U=U1+UL；
（4）滑片在b端时，滑动变阻器的阻值最大，判断开关S1、S2、S3都闭合时的电路连接情况，根据并联电路电压的关系得知R2两端的电压，根据I1=计算出R1的电流，则I滑=I-I1，从而可以根据R滑=计算出滑动变阻器的最大阻值．
【解析】
（1）由P=UI得，I额===0.5A；
（2）由I=得，R===12Ω；
（3）当开关S1闭合，S2、S3都断开时，R1与L串联，灯泡正常发光，所以I=I额=0.5A，UL=U额=6V；
则U1=IR1=0.5A×20Ω=10V；
所以U=U1+UL=10V+6V=16V；
（4）开关S1、S2、S3都闭合，且滑片P在b端时，灯泡被短路，R1与R2并联，且滑动变阻器的阻值最大，
则U1′=U2′=U=16V；
通过R1的电流I1′===0.8A；
通过R2的电流I2′=I′-I1′=2.4A-0.8A=1.6A；
所以R2===10Ω．
答：（1）灯泡的额定电流为0.5A；
（2）灯泡正常工作时的电阻为12Ω；
（3）电源电压为16V；
（4）滑动变阻器R2的最大阻值为10Ω．