Question

如图所示的电路，电源电压恒定，滑动变阻器R₀规格为“50Ω  1A”灯泡L标有“3V  0.3A” 的字样且阻值不变。求：

(1)灯泡L的阻值；

(2)将滑片P移至R₀的中点，闭合S₁，断开S₂、S₃，电压表示数为2.5V，电源电压是多少；

(3)闭合S₂、S₃，断开S₁，调节R₀的滑片P直至电流表示数为0.3A，此时电路消耗的总功率是多少。

Answer

(1)10Ω ； (2)6V； (3)2.7W

【解析】

(1)灯泡的阻值

RL==10Ω

(2)滑片P移至R0的中点，闭合S1，断开S2、S3时，灯泡与R0串联，电压表测量R0的电压，且电压表的示数为2.5V，由串联分压可知R0两端的电压为5V，此时电路中的电流

I==0.1A

电源电压

U=IR=I(RL+R0)=0.1A×(10Ω+50Ω)=6V

(3)闭合S2、S3，断开S1时，R0的上半部分电阻与灯泡串联后，再与R0的下半部分电阻并联，电流表测量灯泡所在支路的电流；灯泡所在支路的总电阻

R′==20Ω

故R0上半部分的阻值

R0上=20Ω-10Ω=10Ω

R0下半部分的阻值

R0下=50Ω-10Ω=40Ω

通过R0下半部分的电流

I″==0.15A

电路消耗的总功率

P=UI总=6V×(0.3A+0.15A)=2.7W

答：(1)灯泡L的阻值为10Ω；

(2)将滑片P移至R0的中点，闭合S1，断开S2、S3，电压表示数为2.5V，电源电压是6V；

(3)闭合S2、S3，断开S1，调节R0的滑片P直至电流表示数为0.3A，此时电路消耗的总功率是2.7W。