Question

如圖，電源電壓恒定不變，R₁=30Ω，滑動變阻器的最大阻值為20Ω，燈泡額定電壓為3V(忽略燈泡電阻的變化)，電壓表量程為0～3V。當S、S₁、S₂都閉合，滑動變阻器滑片移到最右端時，電流表示數為0.5A；當閉合S，斷開S₁、S₂，滑片p位于中點時，小燈泡恰好正常發光。求：

（1）電源電壓；

（2）小燈泡的額定功率；

（3）S閉合，S₁、S₂都斷開時，電路消耗總功率的最大值。

Answer 1

解：（1）S、S₁、S₂都閉合，滑動變阻器滑片移到最右端時，R₁與R₂并聯（或等效電路如下圖1），            

根據I=I₁+I₂ 可得     即

則 電源電壓U=6V

（或   電路的總電阻     即  R=12Ω

電源電壓U=IR=0.5A×12Ω=6V）

（2）閉合S，斷開S₁、S₂，燈泡L與R₂串聯接入電路，（或等效電路如上圖2）

小燈泡正常發光，此時R₂兩端電壓U₂=U-U_L=6V-3V=3V,

滑片p位于中點時，接入電路的阻值為10Ω,

電路中的電流I_L=I₂=  

燈泡的額定功率P_L=U_LI_L=3V×0.3A=0.9w 

(3) 小燈泡的電阻R_L=     

S閉合，S₁、S₂都斷開時，燈泡L與R₂串聯接入電路，電壓表測燈泡兩端電壓，

電壓表示數應不大于3V時，電路中的最大電流I=

電路消耗的總功率的最大值P_總=UI=6V×0.3A=1.8w  

評分說明：其他解法正確，參照此標準給分。