Question

【題目】如圖所示，電源電壓恒定，R為定值電阻，燈泡L標有“6V 6W”的字樣，滑動變阻器R'最大阻值為36Ω。閉合開關S，當滑片P移到最右端時，電流表的示數為1A；當滑片P移到最左端時，電流表的示數為0.2A．（不考慮燈絲電阻變化）

（1）燈泡L的電阻是多少Ω？

（2）電源電壓是多少？定值電阻R的阻值是多少？

（3）移動滑片P，當滑動變阻器兩端電壓是多大時，滑動變阻器消耗的功率最大，這個最大功率是多少？

Answer 1

【答案】（1）6；（2）9V； 3Ω；（3）4.5V，2.25W。

【解析】

（1）燈泡L標有“6V 6W”，即其額定電壓為6V，額定功率為6W，由P＝得，燈泡L的電阻為RL＝＝＝6Ω。

（2）由電路圖可知，燈泡L、定值電阻R以及變阻器R'串聯，當滑片P移到最右端時，變阻器連入電路中的電阻為0，此時燈L與定值電阻R串聯，則此時電源電壓為U＝I（RL+R）＝1A×（6Ω+R）。當滑片P移到最左端時，燈泡L、定值電阻R以及變阻器R'串聯，且變阻器連入阻值為其最大值，則此時電源電壓為U＝I′（R′+RL+R）＝0.2A×（36Ω+6Ω+R）。電源電壓恒定，所以1A×（6Ω+R）＝0.2A×（36Ω+6Ω+R），得R＝3Ω；則電源電壓U＝1A×（6Ω+R）＝1A×（6Ω+3Ω）＝9V。

（3）由串聯電路特點和歐姆定律可知電路中電流為I＝==，由P＝I2R可得變阻器的功率P′＝I2R′＝（）2R′＝，當R′＝9Ω時，P′有最大值，則P′最大＝＝2.25W。此時變阻器兩端電壓為U′＝IR′＝×R′＝×9Ω＝4.5V。