Question

如圖所示，電源電壓保持不變，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在中點(diǎn)時(shí)標(biāo)有“12V 3.6W”字樣的小燈泡正常發(fā)光，P在B端時(shí)電流表的示數(shù)為0.2A，求：
（1）電源電壓；
（2）電阻R的最大阻值；
（3）P在B端時(shí)，L消耗的功率；
（4）P在B端時(shí)，通電50min電路消耗的電能。

Answer 1

解：（1）和（2），設(shè)電源電壓為U，滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為R，
當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在中點(diǎn)時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，
∵U_L=12V，P_L=3.6W，
∴燈泡的電阻為：R_L===40Ω，
此時(shí)電路中的總電阻為：R_總=R_L+R=40Ω+R，
此時(shí)電路中的電流為：I=I_L===0.3A，
∴電源電壓為：U=IR_總=0.3A×（40Ω+R），①
當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在B端時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻最大，
∵R_L=40Ω，
∴此時(shí)電路中的總電阻為：R_總′=R_L+R=40Ω+R，
又∵此時(shí)電路中的電流為：I′=0.2A，
∴電源電壓為：U=I′R_總′=0.2A×（40Ω+R），②
解①式和②式可得：R=80Ω，U=24V；
（3）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在B端時(shí)，
∵I′=0.2A，R_L=40Ω，
∴燈泡L消耗的功率為：P_L=I′²R_L=（0.2A）²×40Ω=1.6W；
（4）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P在B端時(shí)，
∵I′=0.2A，U=24V，t=50min=3000s，
∴通電50min電路消耗的電能為：W=UI′t=24V×0.2A×3000s=14400J。