Question

【題目】如圖所示，電源電壓恒定不變，R1的阻值為12Ω，小燈泡L上標有“6V 3W”字樣，小燈泡電阻不隨溫度改變．若閉合S1、S2 ， 斷開S3 ， 小燈泡剛好正常發(fā)光，此時電壓表的示數為3V，那么：
（1）小燈泡L的電阻為多大？
（2）電源電壓為多少？
（3）R2阻值為多大？
（4）若閉合S1、S3 ， 斷開S2 ， 并移動滑動變阻器R的滑片，滑動變阻器接入電路的電阻為多大時，電路的總功率最大，這個最大的功率等于多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：由P= 可知，小燈泡L的電阻：

RL= = =12Ω

（2）解：閉合S1、S2，斷開S3時，燈泡L與定值電阻R2串聯，

電壓表測R1兩端的電壓，燈泡正常發(fā)光，

因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，

所以，電源的電壓：

U=UL+U2=6V+3V=9V

（3）解：閉合S1、S2，斷開S3時，燈泡L與定值電阻R2串聯，電壓表測R2兩端的電壓，

因串聯電路中各處的電流相等，

所以，由P=UI可得，電路中的電流：

I= = =0.5A，

由I= 可得，R2的阻值：

R2= = =6Ω．

（4）解：閉合S1、S3，斷開S2時，滑動變阻器R與定值電阻R1串聯，

當滑動變阻器接入電路中的電阻為0時，電路中的總電阻最小，電路的總功率最大，

因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，

所以，電路的最大功率：

P= = =6.75W

【解析】（1）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據P= 求出小燈泡L的電阻；（2）閉合S1、S2 ， 斷開S3時，燈泡L與定值電阻R2串聯，電壓表測R2兩端的電壓，燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據串聯電路的電壓特點求出電源的電壓；（3）閉合S1、S2 ， 斷開S3時，燈泡L與定值電阻R2串聯，根據串聯電路的電流特點和P=UI求出電路中的電流，根據歐姆定律求出電阻R2的阻值；（4）閉合S1、S3 ， 斷開S2時，滑動變阻器、定值電阻R1串聯，由P= 可知，電路的總功率最大時，電路中的總電阻最小，據此判斷滑動變阻器接入電路中的電阻，然后根據電阻的串聯和P= 求出電路的最大總功率．