Question

（2014?荆州）如图所示电路，电源电压保持不变，电阻R1=10Ω，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω，小灯泡的额

（2014?荆州）如图所示电路，电源电压保持不变，电阻R1=10Ω，滑动变阻器R2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S1，S2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S1，S2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S1，S2和滑动变阻器，电阻R1在一分钟消耗的最大电能为多少？

Answer 1

（1）当闭合开关S，断开开关S₁、S₂时，R₁与R₂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，由I=

U

R

可得，电源的电压：
U=I（R₁+

R2

2

）=0.4A×（10Ω+

20Ω

2

）=8V；
（2）当闭合开关S，闭合开关S₁、S₂时，灯泡L与R₂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，
所以，通过R₂的电流：
I₂=

U

R2

=

8V

20Ω

=0.4A，
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′-I₂=0.9A-0.4A=0.5A，
则灯泡的电阻：
R_L=

U

IL

=

8V

0.5A

=16Ω，
灯泡的额定功率：
P_L=

UL额2

RL

=

(12V)2

16Ω

=9W；
（3）闭合开关S，断路开关S₁、S₂，滑动变阻器的滑片位于左端时，电路为R₁的简单电路，通过电阻R₁的电流最大，一分钟消耗的电能最大，
则消耗的电能：
W=

U2

R1

t=

(8V)2

10Ω

×60s=384J．
答：（1）电源电压为8V；
（2）小灯泡的额定功率是9W；
（3）闭合开关S，调整开关S₁，S₂和滑动变阻器，电阻R₁在一分钟消耗的最大电能为384J．