Question

如图，电源电压为12V，L是“12V 6W”的灯泡，R₁为滑动变阻器，R₂为定值电阻。

（1）滑动变阻器的滑片在最左端，当三个开关都闭合时的电流表示数比断开S₂、闭合S、S₁时变化了1A，求R₂的电阻。
（2）改变电流表量程，滑动变阻器的滑片在最右端，闭合S、S₂，断开S₁，电流表示数为0.2A，求滑动变阻器的最大电阻。
（3）滑动变阻器的滑片在中点，闭合S、S₁，断开S₂，灯泡电阻按不变计算，求灯泡的实际电功率。

Answer 1

（1）12Ω  （2）48Ω  （3）1.5W

试题分析：（1）因为滑动变阻器的滑片在最左端时，滑动变阻器接入电路的阻值为零，所以当三个开关都闭合时，灯泡L与电阻R₂并联；断开S₂、闭合S、S₁时，电阻R₂开路。由此可知，灯泡L与电阻R₂并联时，通过电阻R₂的电流为I₁=1A,则可得电阻R₂=U/I₂=12V/1A=12Ω
因为滑动变阻器的滑片在最右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，所以闭合S、S₂，断开S₁时，R₁、R₂串联，R₁、R₂串联的总电阻为R=U/I₂=12V/0.2A=60Ω，滑动变阻器的最大阻值R₁=R-R₂=60Ω-12Ω=48Ω。
由P=U²/R可得，R_L=U²/P=(12V)²/6W=24Ω，滑动变阻器的滑片在中点，滑动变阻器接入电路的阻值为24Ω，闭合S、S₁，断开S₂时，灯泡L与滑动变阻器串联，电路中的电流为I₃=U/(R_L+R₁/2)=12V/(24Ω+24Ω)=0.25A，灯泡的实际电功率为P=I₃²R_L=(0.25A)²×24Ω=1.5W。