Question

【题目】如图所示，电源电压恒定不变，R2的阻值为8，小灯泡L上标有“6V 3W”字样，小灯泡电阻不随温度改变．若闭合S1、S2 ， 断开S3 ， 小灯泡刚好正常发光，此时电压表的示数为3V，那么：
（1）小灯泡L的电阻为多大？
（2）电源电压为多少？
（3）R1电阻为多大？
（4）若闭合S1、S3 ， 断开S2 ， 并移动滑动变阻器R的滑片，滑动变阻器接入电路的电阻为多大时，电路的总功率最大，这个最大的功率等于多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：由P= 可知，

灯泡电阻为RL= = =12Ω

（2）解：闭合S1、S2，断开S3，灯泡与定值电阻R1串联，灯泡正常发光，

所以电源电压U=UL+U额=6V+3V=9V

（3）解：灯泡正常发光时，电路电流为I= = =0.5A，

所以R1的阻值为R1= = =6Ω

（4）解：闭合S1、S3，断开S2，滑动变阻器、定值电阻R2和灯泡串联，要使电路总功率最大，也就是电路总电阻最小，即滑动变阻器接入电路电阻为0，

此时的电路电流为I最大= = =0.45A，

此时的电功率为P最大=UI最大=9V×0.45A=4.05W

【解析】（1）已知灯泡额定电压和额定功率，利用公式R= 得到灯泡电阻；（2）若闭合S1、S2 ， 断开S3 ， 灯泡与定值电阻R1串联，灯泡正常发光，说明两端电压等于额定电压，电压表测量定值电阻两端电压，总电压等于两电压之和；（3）若闭合S1、S2 ， 断开S3 ， 灯泡与定值电阻R1串联，灯泡正常发光，说明两端电压等于额定电压，已知灯泡两端电压和电阻，利用欧姆定律得到电路电流；串联电路电流处处相等，已知电阻R1两端电压和通过的电流，利用公式R= 得到其阻值；（4）若闭合S1、S3 ， 断开S2 ， 滑动变阻器、定值电阻R2和灯泡串联，要使电路总功率最大，也就是电路总电阻最小，功率大小用公式P=UI计算．