Question

如图所示电路，电源电压保持不变，电阻R 1 =10Ω，滑动变阻器R 2 的最大阻值为20Ω，小灯泡的额定电压为1

如图所示电路，电源电压保持不变，电阻R 1 =10Ω，滑动变阻器R 2 的最大阻值为20Ω，小灯泡的额定电压为12V，闭合开关S，灯泡电阻不随温度变化。当开关S 1 S 2 都断开，滑动变阻器的滑片P滑动到中点时，电流表的读数为0.4A；当开关S 1 S 2 都闭合，滑动变阻器的滑片P滑动到最右端时，电流表的示数为0.9A，求： （1）电源电压为多少？（2）小灯泡的额定功率是多少？（3）闭合开关S，调整开关S 1 S 2 和滑动变阻器，电阻R 1 在一分钟消耗的最大电能为多少？

Answer 1

（1）电源电压为8V；（2）小灯泡的额定功率是9W；（3）电阻R 1 在一分钟消耗的最大电能为384J．

试题分析：（1）当闭合开关S，断开开关S 1 、S 2 ，滑动变阻器的滑片P滑动到中点时，R 1 与R 2 阻值的一半串联，电流表测电路中的电流。 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电路中的总电阻： 电路中的电流为0.4A，故电源的电压：U=IR 总 =0.4A×20Ω=8V （2）当闭合开关S，闭合开关S 1 、S 2 滑动变阻器的滑片P滑动到最右端时时，灯泡L与R 2 的最大阻值并联，电表测干路电流。 因并联电路中各支路两端的电压相等且等于总电压，所以，通过R 2 的电流： 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过灯泡L的电流： I L =I′-I 2 =0.9A-0.4A=0.5A， 则灯泡的电阻： 因小灯泡的电阻不变，额定电压为12V，灯泡的额定功率： （3）根据 可知：要电阻R 1 在一分钟消耗电能的最大，就要使电阻R 1 两端的电压最大。闭合开关S，断开S 1 ，S 2 ，滑动变阻器的滑片位于左端即R 2 阻值最小时，此时的电路为R 1 的简单电路，R 1 消耗的功率最大，R 1 1分钟消耗的电能最大。则消耗的电能：