Question

【題目】如圖甲電路，電源電壓恒定不變，小燈泡L的額定電壓為12V，如圖乙中的A、B分別是燈泡L和電阻R1的U圖線。閉合開(kāi)關(guān)S、S1，斷開(kāi)S2，滑動(dòng)變阻器的滑片移至a端時(shí)，小燈泡恰好正常發(fā)光。閉合開(kāi)關(guān)S、S2，斷開(kāi)S1，滑動(dòng)變阻器滑片P移至中點(diǎn)時(shí)，電路中的電流為0.2A．求：

（1）小燈泡L的額定功率；

（2）滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值；

（3）電路的最大功率。

Answer 1

【答案】（1）6W；（2）40Ω；（3）9.6W。

【解析】

根據(jù)開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)和閉合情況分析電路的連接情況，然后結(jié)合所學(xué)知識(shí)進(jìn)行解答。

（1）閉合開(kāi)關(guān)S、S1，斷開(kāi)S2，滑動(dòng)變阻器的滑片移至a端時(shí)，電路為燈泡L的簡(jiǎn)單電路，因額定電壓下燈泡正常發(fā)光，所以，電源的電壓U＝UL＝12V；由燈泡的電阻與溫度有關(guān)可知，圖線A為燈泡的I﹣U圖象，由圖象可知，燈泡的額定電流IL＝0.5A，則小燈泡L的額定功率：PL＝ULIL＝12V×0.5A＝6W；

（2）閉合開(kāi)關(guān)S、S2，斷開(kāi)S1，滑動(dòng)變阻器滑片P移至中點(diǎn)時(shí)，R1與R2串聯(lián)，此時(shí)電路中的電流I＝0.2A，由圖象乙可知，R1兩端的電壓U1＝8V，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，R2兩端的電壓：U2＝12V﹣8V＝4V，由I＝可知，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻： R2＝＝＝20Ω，則滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值R2＝40Ω；

（3）當(dāng)開(kāi)關(guān)全部閉合且滑動(dòng)變阻器的滑片位于a端時(shí)，R1與L并聯(lián)，此時(shí)電路中的總電阻最小，總電流最大，電路的總功率最大，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，所以，由圖象可知，當(dāng)U＝12V時(shí)，通過(guò)燈泡的電流IL＝0.5A，通過(guò)R1的電流I1＝0.3A，因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，干路電流I′＝IL+I1＝0.5A+0.3A＝0.8A，電路的最大功率：P＝UI′＝12V×0.8A＝9.6W。