Question

【题目】如图所示电路中，滑动变阻器铭牌上标有“50Ω 1A“字样，电压表量程0～15V．闭合开关S1、S2，断开开关S3，调节变阻器滑片P至某位置，电压表示数为8.0V，电流表示数为0.50A，灯泡正常发光；再闭合开关S3，电流表示数变为0.75A．求：

（1）变阻器接入电路的阻值；

（2）灯泡的额定功率；

（3）只闭合开关S1、S2，改变电源电压并移动滑片P，使电路安全工作，电路20s消耗的最大电能。

Answer 1

【答案】（1）16Ω；（2）2W；（3）190J。

【解析】

（1）当闭合开关S1、S2，断开开关S3时，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表测变阻器两端电压，电流表测电路中的电流，滑片P至某位置，电压表示数为8.0V，电流表示数为0.50A，由I＝可得，变阻器接入电路的阻值：R滑＝＝＝16Ω；

（2）闭合开关S1、S2、S3时，电路为滑动变阻器的简单电路（其接入阻值仍为16Ω），电流表测电路中的电流，此时电流变为0.75A，则电源的电压：U＝I′R滑＝0.75A×16Ω＝12V，当闭合开关S1、S2，断开开关S3时，灯泡正常发光，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，灯泡两端的电压（即灯泡的额定电压）：UL＝U﹣U滑＝12V﹣8V＝4V，则灯泡的额定功率：PL＝ULI＝4V×0.5A＝2W；

（3）只闭合开关S1、S2，改变电源电压并移动滑片P，使电路安全工作，当灯泡正常发光（电流最大）且电压表的示数最大为15V时，变阻器接入电路中的电阻：R滑′＝＝＝30Ω＜50Ω，则电源的最大电压：U大＝UL+U滑大＝4V+15V＝19V，所以，电路20s消耗的最大电能：W＝U大It＝19V×0.5A×20s＝190J。