Question

【题目】实验室里有两只分别标有为6V 3W和6V 6W的小灯泡L1和L2，将它们连接到如图所示的电源电压可调的电路中，闭合开关S1、S2、S3，滑片P置于最右端时，调节电源电压使小灯泡L1正常发光，电流表的示数为0.8A。电流表电压表均使用大量程（0—3A，0—15V），不计温度对电阻影响。求：

⑴滑动变阻器的最大电阻。

⑵只闭合开关S2时，调节电源电压，保证灯泡安全前提下，电源电压的可调的最大值。

⑶只闭合开关S1时，电路安全前提下，调节电源电压和滑动变阻器阻值，当电源电压调到最大时，此时滑动变阻器的功率为多少？

Answer 1

【答案】（1）20N （2）19V （3） 15W

【解析】（1）闭合开关S1 、S2 、S3 ，滑片P置于最右端时，滑动变阻器的最大阻值与灯泡L1 并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，且小灯泡L1 正常发光，所以，电源的电压U=U1 =6V，由P=UI可得，通过L1 的电流： I1 =P1/U1=3W/6V=0.5A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，

所以，通过滑动变阻器的电流：I滑=I-I1 =0.8A-0.5A=0.3A，

由I=U/R可得，滑动变阻器的最大阻值：R滑 =U/I滑=6V/0.3A=20Ω；

（2）只闭合开关S2 时，L1 与L2 串联，由P=U2/R可得，

L2 的阻值：R2 =U22/P2=(6V)2/6W=6Ω，

L2 正常发光时的电流：I2 =U2/R2=6V/6Ω=1A，

因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的最大电流I大 =0.5A，

此时L1 两端的电压U1 =6V，L1 两端的电压U2 ′=I大 R2 =0.5A×6Ω=3V，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，

所以，电源电压的可调的最大值：U大 =U1 +U2 ′=6V+3V=9V；

（3）只闭合开关S1 时，L2 与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表测滑动变阻器两端的电压，当L2 正常发光且电压表的示数最大时电源的电压最大，此时电路中的电流I2 =1A，滑动变阻器两端的电压U滑大 =15V，则此时滑动变阻器的功率：P滑 =U滑大 I2 =15V×1A=15W