Question

如图，电源电压恒定不变，R₁＝30 Ω，滑动变阻器的最大阻值为20 Ω，灯泡额定电压为3 V(忽略灯泡电阻的变化)，电压表量程为0～3 V．当S、S₁、S₂都闭合，滑动变阻器滑片移到最右端时，电流表示数为0.5 A；当闭合S，断开S₁、S₂，滑片P位于中点时，小灯泡恰好正常发光．求：

(1)电源电压；

(2)小灯泡的额定功率；

(3)S闭合，S₁、S₂都断开时，电路消耗总功率的最大值．

Answer

(1) 6 V；(2) 0.9 W； (3) 1.8 W。

【解析】

（1）S、S1、S2都闭合，滑动变阻器滑片移到最右端时，R1与R2并联，滑动变阻器的阻值为20Ω，电流表示数为0.5A；

R1与R2的总电阻：

电源电压：

U=IR总=0.5A×12Ω=6V．

（2）闭合S，断开S1、S2，灯泡L与R2串联接入电路，等效电路如下图，

小灯泡正常发光灯泡两端的电压为3V，此时R2两端电压：

U2=U﹣UL=6V﹣3V=3V，

滑片p位于中点时，接入电路的阻值R′=10Ω，电路中的电流：

；

灯泡的额定功率：

PL=ULIL=3V×0.3A=0.9W．

（3）小灯泡的电阻：

，

S闭合，S1、S2都断开时，灯泡L与R2串联接入电路，电压表测灯泡两端电压，若当滑动变阻器接入的阻值为0时，则电压表示数为U=6V，由于电压表量程为0～3V，所以电压表示数应不大于3V，则电路中的最大电流：

，

∴电路消耗的总功率的最大值：

P总=UI’=6V×0.3A=1.8W。

答：（1）电源电压为6V；

（2）小灯泡的额定功率为0.9W；

（3）S闭合，S1、S2都断开时，电路消耗总功率的最大值为1.8W。