Question

如图所示，电阻R₁为6Ω，电源内阻r为1Ω，当合上电键S且滑动变阻器R₂为3Ω时，电源的总功率为20W，电源的输出功率为16W，灯泡正常发光．求：
（1）电灯的电阻和灯的额定功率；
（2）当电键S断开时，为使灯泡正常发光，滑动变阻器的阻值应调到多少？

Answer

（1）电源的总功率为20W，电源的输出功率为16W，得到内电路的功率，求出电流I．由电源的总功率P=EI求出电动势E，再求出路端电压U．根据欧姆定律求解流过灯的电流和电压，最后求解电灯的电阻和灯的额定功率；
（2）当电键S断开时，为使灯泡正常发光，灯泡的电流为额定电流．根据欧姆定律求出灯灯泡的电压，再求解变阻器的电阻．
【解析】
（1）电键S合上，由P总-P出=I2r，代入解得I=2A
    由P总=EI，得
    E==10V，U=E-Ir=8V
流过R1的电流I1==，则流过灯的电流IL=I-I1=
灯的电压UL=U-U2=U-ILR2=6V
灯的电阻RL==9Ω
灯的功率P灯=ULIL=4W                                     
 （2）电键S断开，变阻器的电压为U2′=E-UL-ILr=
滑动变阻器的阻值 R2′==5Ω
答：（1）电灯的电阻为9Ω，灯的额定功率为4W；
    （2）当电键S断开时，为使灯泡正常发光，滑动变阻器的阻值应调到5Ω．