Question

【題目】如圖所示，電源電壓U保持不變，定值電阻R1的阻值是30Ω，滑動變阻器R2的最大阻值為50Ω，當S、S1閉合，S2斷開時，電流表示數為0.2A，當S、S2閉合，S1斷開，且滑片P在b端時，電流表示數為0.1A．（不考慮溫度對燈泡電阻的影響），求：

（1）電源電壓U；

（2）燈泡的阻值；

（3）電路中消耗的最大總功率與最小總功率之比．

Answer 1

【答案】（1）6V；（2）10Ω；（3）8：1

【解析】

試題分析：（1）當S、S1閉合，S2斷開時，此電路為R1的簡單電路，電流表測電路中的電流，根據歐姆定律可得，電源電壓：U=IR1=0.2A×30Ω=6V；（2）當S、S2閉合，S1斷開，且滑片P在b端時，燈泡與滑動變阻器的最大阻值串聯，根據歐姆定律可得，電路總電阻：R===60Ω，燈泡的阻值：R燈=R﹣R2=60Ω﹣50Ω=10Ω；（3）當S、S2閉合，S1斷開，且滑片P在b端時，燈泡與滑動變阻器的最大阻值串聯，此時電路總電阻最大，電路消耗總功率最小，P小=UI′=6V×0.1A=0.6W；當3個開關都閉合，且滑片在a端時，燈泡與R1并聯，電路中的總電阻最小，電路消耗的總功率最大，此時電路的總電流：I總=I1+I燈=+=+=0.8A，則電路消耗的最大總功率：P大=UI大=6V×0.8A=4.8W；所以電路中消耗的最大總功率與最小總功率之比：==。