Question

如图所示，R₀是阻值为10Ω的定值电阻，R为滑动变阻器，灯泡上标有“4V 2W“字样，且小灯泡的阻值始终保持不变．当断开S₂，闭合S、S₁时，灯泡恰好正常发光，电压表示数为U₁；断开S₁，闭合S、S₂，将滑动变阻器的滑片P置于中点时，电压表数为U₂，已知U₂与U₁相差1V，求：

（1）灯泡的额定电流；

（2）电源的电压；

（3）滑动变阻器最大阻值；

（4）该电路消耗的最小电功率．

Answer

（1）0.5A；（2）9V；（3）32Ω；（4）2.025W．

【解析】

（1）灯泡的额定电流I＝＝0.5A；

（2）当断开S2，闭合S、S1时，R0和灯泡串联，灯泡正常发光，所以电路中的电流是0.5A,则R0两端的电压U1＝IR0＝0.5A×10Ω＝5V，电源电压U＝U额+U1＝4V+5V＝9V；

（3）闭合S、S2，R和灯泡串联，滑动变阻器两端的电压最大时，其阻值最大，所以U2应比U1大1V，即U2＝U1+1V＝6V，灯泡两端的电压UL＝U﹣U2＝9V﹣6V＝3V灯泡的电阻RL＝＝8Ω，根据串联分压特点可得，，，解得：R滑＝16Ω，因为滑片置于中点，所以R滑大＝2R滑＝2×16Ω＝32Ω；

（4）S1断开S、S2闭合，片P置于最大电阻位置时，R和灯泡串联，此时电阻最大，功率最小， P小＝＝2.025W．