Question

【题目】如图所示，电源电压恒定不变，R2=12Ω，滑动变阻器铭牌上标有“1A 20Ω”，小灯泡标有“6V 2W”字样，小灯泡灯丝电阻保持不变，闭合开关S1、S2，断开S3、S4时，小灯泡刚好正常发光，此时电压表的示数为2V，求：

（1）电源电压；

（2）当闭合开关S1、S3，断开S2、S4时，并移动滑动变阻器R的滑片P到中点时，电压表的示数；

（3）当闭合开关S1、S2、S3、S4时，并移动滑动变阻器R的滑片，滑动变阻器接入电电路的阻值为多大时，电路中总功率最大，求最大功率。

Answer 1

【答案】（1）8V；（2）4.4V；（3）16W

【解析】（1）∵闭合开关S1、S2、，断开S3、S4、，电阻R1与小灯泡串联，电压表测量电阻R1两端的电压，且此时电压表的示数为2V，又∵小灯泡刚好正常发光，小灯泡标有“6V 2W”字样,小灯泡两端的电压为6V，∴电源电压是U＝ULU1＝6V2V＝8V；（2）∵当闭合开关S1、S3，断开S2、S4时，滑动变阻器R，电阻R2，小灯泡L串联，电压表测量电阻R2和滑动变阻器两端的电压，又∵R2电阻的阻值为12Ω，滑动变阻器R的滑片P到中点时，滑动变阻器接入电路的电阻R＝20Ω＝10Ω，∵小灯泡的电阻为RL＝＝18Ω，∴此时电路的总电阻为，R总＝RLR2R＝181210Ω＝40Ω，∴此时电路的电流为I＝＝0.2A，∵电阻R2和滑动变阻器的总电阻为，＝R2R＝1210Ω＝22Ω，∴电压表示数＝I＝0.2A22Ω＝4.4V；（3）∵当闭合开关S1、S2、S3、S4，滑动变阻器与电阻R2串联后再用电阻R1并联，电路的总电压一定，当电路中电流最大时电路的总功率最大，∴当滑动变阻器R的滑片移动到最左端，滑动变阻器接入电路的电阻为0时，电路中的电流最大，灯泡正常发光时的电流为IL＝A，∴电阻R1的电阻为R1＝＝6Ω，∴电阻R1与R2并联的总电阻为，，∴＝4Ω，∴这个最大的电功率是P＝＝16W。