Question

如图所示的电路中，电源电压不变，灯泡L上标有“10V 5W”字样，R=10欧．当S₁断开，滑动变阻器的滑片P滑到a端时，灯泡L恰能正常发光；当S₁断开，滑片P滑到b端时，电流表示数为0.2安，求：
（1）灯泡L的灯丝电阻是多少？
（2）变阻器R′的最大阻值是多少？
（3）当S₁闭合，滑片P滑到a 端时，电阻R消耗的电功率是多少？

Answer

（1）已知灯泡的额定电压和额定功率，根据P=求出灯泡的电阻；
（2）当S1断开，滑动变阻器的滑片P滑到a端时，电路为灯泡L的简单电路，根据灯泡正常发光可知电源的电压，当S1断开滑片P滑到b端时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，再根据电阻的串联求出变阻器的最大阻值；
（3）当S1闭合，滑片P滑到a 端时，灯泡与电阻R并联，根据并联电路的电压特点和P=求出电阻R消耗的电功率．
【解析】
（1）根据P=可得，灯泡的电阻：
RL===20Ω；
（2）当S1断开，滑动变阻器的滑片P滑到a端时，电路为灯泡L的简单电路，
∵灯泡正常发光，
∴电源的电压U=UL=10V，
当S1断开滑片P滑到b端时，灯泡与滑动变阻器的最大阻值串联，电流表测电路中的电流，
根据欧姆定律可得，电路中的总电阻：
R总===50Ω，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴变阻器的最大阻值：
R′=R总-RL=50Ω-20Ω=30Ω；
（3）当S1闭合，滑片P滑到a 端时，灯泡与电阻R并联，
∵并联电路中各支路两端的电压相等，
∴电阻R消耗的电功率：
PR===10W．
答：（1）灯泡L的灯丝电阻是20Ω；
（2）变阻器R′的最大阻值是30Ω；
（3）当S1闭合，滑片P滑到a 端时，电阻R消耗的电功率是10W．