Question

如图所示电路，电源电压不变，灯泡L标有“6V 0.5A”字样。当S闭合，S₁、S₂断开，滑片P从b端滑到中点时，电流表的示数变化了0.1A，此时电压表的示数为6V；保持滑片P的位置不变，闭合S₁、S₂，电流表的示数又变化了2A；（不考虑温度对灯泡电阻的影响）。

请你通过以上的文字说明和相关数据，求：

 

(1)电源电压和滑动变阻器R的最大阻值是多少？

(2)当闭合S、S₁、S₂ 时，定值电阻R₀ 工作1分钟消耗的电能是多少？

 

Answer 1

【答案】

（1）R=8Ω    U总=8V  (2)、240J

【解析】

（1）、由于不考虑温度对灯泡电阻的影响，所以：R_L =U/I=6V/0.5A=12Ω

当S闭合，S₁、S₂断开，P片在中点时，L与R串联，则：U₁=6V；I=0.5A

U_总=U₁+U₂=6V+0.5A×0.5R………………………………①

当S闭合，S₁、S₂断开，P片在b端时，电流为：I`=I-△I=0.5A－0.1A=0.4A

这时，电源电压为：U_总=U₁^{`</sup>+U<sub>2</sub><sup>`}=I^`R_L＋I^``R=0.4A×12Ω＋0.4A×R…………②

因为电源电压保持不变，由①②两式解得：R=8Ω    U_总=8V

(2)、当滑片P在中点，闭合开关S₁、S₂时，R₀与R并联；U₀=U_R=U_总=8V

I_总=I＋△I₂=0.5A＋2A=2.5A；      I_R=U/R=8V/4Ω=2A

I=I_总－I_R=2.5A－2A=0.5A；  R₀= U/I= 8V/0.5A=16Ω;  Q=I²Rt=(0.5A)²  ×16Ω×60s=240J