Question

如图所示，电源电压不变，灯L上标有“6V  3W”字样，电阻R₁=20Ω．（不考虑温度对灯泡电阻的影响）
（1）当开关S₁闭合，S₂、S₃断开时，灯L正常发光，求电源电压；
（2）开关S₁、S₂、S₃都闭合，且滑片P在b端时，电流表的示数为1.2A，求滑动变阻器R₂的最大阻值．

Answer 1

分析：分析电路图可知，S₁闭合，S₂、S₃断开，R₁与L串联；S₁、S₂、S₃都闭合，滑片P在b端时，L被短路，R₁与R₂并联．
（1）先根据灯泡的额定电压和额定功率求出灯泡的电阻和灯泡的额定电流，然后欧姆定律的变形公式求出电源电压；
（2）先根据欧姆定律求出通过R₁的电流，然后根据并联电路的特点求出通过R₂的电流，最后根据欧姆定律的变形公式求出R₂的阻值．

解答：解：（1）S₁闭合，S₂、S₃断开，R₁与L串联；
R_L=

U 2 L

PL

=

(6V)2

3W

=12Ω，
∵L正常发光，
∴I=

PL

UL

=

3W

6V

=0.5A，
U=I（R₁+R_L）=0.5×（20Ω+12Ω）=16V；
（2）S₁、S₂、S₃都闭合，滑片P在b端时，L被短路，R₁与R₂并联；
I₁=

U

R1

=

16V

20Ω

=0.8A，
I₂=I-I₁=1.2A-0.8A=0.4A，
R₂=

U

I2

=

16V

0.4A

=40Ω．
答：（1）电源电压为16V；
（2）滑动变阻器R₂的最大阻值为40Ω．

点评：本题考查串并联电路的规律、欧姆定律及电功率公式的应用，注意灯泡正常工作即工作在额定电压下．