Question

【題目】如圖所示,燈泡L標有“6V6W”字樣(燈泡電阻不受溫度影響)，當閉合，滑片P滑到a處時，燈泡L正常發(fā)光，電源電壓保持不變。

（1）求小燈泡的電阻和電源電壓；

（2）當S1閉合、斷開，滑片P位于中點c處時，電流表示數為0.5A，求P位于b處時，1h內變阻器產生的熱量；

（3）當S1、S2處于什么狀態(tài)，滑片P 位于何處時，電路消耗的總功率最大？求出最大總功率。

Answer 1

【答案】（1）6Ω，6V；
（2）4800J；
（3）a，12W。

【解析】

（1）燈泡L標有“6V 6W”字樣，表示燈的額定電壓為6V，額定功率為6W，根據電功率的公式求出燈泡的電阻；當S1閉合，滑片P滑到a處時，燈與變阻器并聯，因燈泡L正常發(fā)光求出燈的電壓為6V，根據并聯電路電壓的規(guī)律得出電源電壓；
（2）當S1閉合、S2斷開，滑片P位于中點c處時，燈與變阻器串聯，電流表測電路中的電流，根據歐姆定律求出電路的總電阻；根據電阻的串聯求出變阻器的最大電阻；P位于b處時，燈與變阻器串聯，且變阻器的電阻為R=12Ω，由電阻的串聯規(guī)律，根據歐姆定律求出此時電路的電流，根據Q=I22Rt求出1h內變阻器產生的熱量；
（3）根據可知當電路中的總電阻最小時，電路的總功率最大，根據并聯電阻小于其中任一電阻，串聯電阻大于其中任一電阻，求出兩電阻并聯的最小電阻，根據求出電路消耗的最大總功率。

（1）燈泡L標有“6V 6W”字樣，表示燈的額定電壓為6V，額定功率為6W，根據得到燈的電阻：，當S1閉合，滑片P滑到a處時，燈泡與滑動變阻器并聯，因燈泡L正常發(fā)光，燈泡的電壓為6V，根據并聯電路電壓的規(guī)律，電源電壓為：U=6V；

（2）當S1閉合、S2斷開，滑片P位于中點c處時，燈與變阻器串聯，且變阻器的電阻為0.5R滑，電流表測電路中的電流，電流表示數為0.5A；電路的總電阻：，根據電阻的串聯有：0.5R=12Ω-6Ω=6Ω，故變阻器的最大電阻：R=12Ω；P位于b處時，燈與變阻器串聯，且變阻器的電阻為R=12Ω，由電阻的串聯規(guī)律，根據歐姆定律，此時電路的電流：，1h內變阻器產生的熱量：；

（3）根據可知，當電路中的總電阻最小時，電路的總功率最大，根據并聯電阻小于其中任一電阻，串聯電阻大于其中任一電阻的，故當S1、S2都閉合時，滑片P滑片滑到a處時，兩電阻并聯的電阻最小，，電路消耗的最大總功率：。

答：（1）小燈泡的電阻為6Ω，電源電壓為6V；

（2）P位于b處時，1h內阻產生的熱量為4800J；

（3）當S1、S2都閉合時，滑片P滑片滑到a處時電路消耗的總功率最大，最大總功率為12W。