Question

如图所示电路，电源两端电压保持不变，滑动变阻器的最大电阻值为R₁，R₂为定值电阻，灯泡L标有“12V 9W”字样，且不计灯丝电阻随温度的变化。当开关都闭合时，灯泡L恰能正常发光，将开关 S₁、S₃断开，S₂闭合后，改变滑动变阻器的滑片P的位置，使滑动变阻器连人电路的电阻分别为0.25R₁和R₁，这两种情况下，滑动变阻器消耗的电功率相等。当开关S₁、S₂断开，S₃闭合，滑片P在变阻器的左端时，灯泡L的实际电功率为额定电功率的1/16。求：
（1）灯泡正常发光时电流表的示数I_A；
（2）滑动变阻器的最大电阻值R₁；
（3）灯泡正常发光时电阻R₂消耗的电功率P₂。

Answer 1

解：开关都闭合时电路连接如图甲；只闭合开关S₂时，电路连接如图乙、丙；只闭合开关S₃时，电路连接如图丁。

（1）在甲图中，灯泡L正常发光，U_L=U=12V，，
电流表示数I_A=I_L=U_L/R_L=12V/16Ω=0.75A；
（2）在乙图、丙图中，P'₁=P₁，，，
电源输出电压不变，，R₁=2R_2，
在甲图、丁图中，，R_L不变，，，
电源输出电压不变，， R₁=3R_L=3×16Ω=48Ω；
（3）R₁=2R₂，R₁=3R_L，， 甲图中电阻R_L和R₂并联，。