Question

【题目】如图所示，L是标有“6V 1.2W”字样的小灯泡，R是标有“50Ω 1A”字样的滑动变阻器．断开开关S2，闭合开关S1和S3，灯泡正常发光，调节滑动变阻器使电流表的示数为0.50A．

求：

（1）灯泡正常发光30s，灯泡消耗的电能．

（2）灯泡正常发光时,滑动变阻器接入电路的阻值．

（3）断开开关S1和S3，闭合开关S2，改变电源电压，并调节滑动变阻器，在保证电路安全的前提下，电路消耗的最大功率是多少？

Answer 1

【答案】 36J 20Ω 2W

【解析】（1）根据题意知道，灯泡正常发光30s消耗的电能是：W=PL t=1.2W×30s=36J；

（2）由电路图知道，当断开开关S2 ，闭合开关S1和S3时，滑动变阻器R和灯泡L并联，灯泡正常发光，所以电源电压等于灯泡的额定电压为：U额=6V；

由P=UI知道，灯泡正常发光时的电流：IL =PL/UL=1.2W/6V=0.2A；

因为并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，所以通过R的电流是：

IR =0.5A-0.2A=0.3A；由I=U/R可知，滑动变阻器R的阻值：R=U/IR=6V/0.3A=20Ω；

（3）由P=U2/R可得，灯泡的电阻：RL=U2/PL=(6V)2/1.2W=30Ω；

断开开关S1和S3，闭合开关S2，滑动变阻器R和灯泡L串联，此时电路中的总电阻是：R总 =30Ω+20Ω=50Ω；

因为灯泡正常发光，所以电路中的电流为0.2A，则电路的总功率：P=IL2 R总=（0.2A）2 ×50Ω=2W。