Question

【題目】如圖所示電路中，滑動變阻器銘牌上標有“50Ω 1A“字樣，電壓表量程0～15V．閉合開關S1、S2，斷開開關S3，調節變阻器滑片P至某位置，電壓表示數為8.0V，電流表示數為0.50A，燈泡正常發光；再閉合開關S3，電流表示數變為0.75A．求：

（1）變阻器接入電路的阻值；

（2）燈泡的額定功率；

（3）只閉合開關S1、S2，改變電源電壓并移動滑片P，使電路安全工作，電路20s消耗的最大電能。

Answer 1

【答案】（1）16Ω；（2）2W；（3）190J。

【解析】

（1）當閉合開關S1、S2，斷開開關S3時，燈泡L與滑動變阻器串聯，電壓表測變阻器兩端電壓，電流表測電路中的電流，滑片P至某位置，電壓表示數為8.0V，電流表示數為0.50A，由I＝可得，變阻器接入電路的阻值：R滑＝＝＝16Ω；

（2）閉合開關S1、S2、S3時，電路為滑動變阻器的簡單電路（其接入阻值仍為16Ω），電流表測電路中的電流，此時電流變為0.75A，則電源的電壓：U＝I′R滑＝0.75A×16Ω＝12V，當閉合開關S1、S2，斷開開關S3時，燈泡正常發光，因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，燈泡兩端的電壓（即燈泡的額定電壓）：UL＝U﹣U滑＝12V﹣8V＝4V，則燈泡的額定功率：PL＝ULI＝4V×0.5A＝2W；

（3）只閉合開關S1、S2，改變電源電壓并移動滑片P，使電路安全工作，當燈泡正常發光（電流最大）且電壓表的示數最大為15V時，變阻器接入電路中的電阻：R滑′＝＝＝30Ω＜50Ω，則電源的最大電壓：U大＝UL+U滑大＝4V+15V＝19V，所以，電路20s消耗的最大電能：W＝U大It＝19V×0.5A×20s＝190J。