Question

【题目】如图所示，电源电压不变，定值电阻R1＝10Ω．灯泡L标有“12V 3W”字样，当S，S1，S2闭合时，灯泡L正常发光，当S闭合，S1，S2断开时，电压表的示数为4V，求

（1）电源电压和R2的阻值

（2）当S闭合，S1，S2断开时，在1min内电流通过R1产生的热量

（3）若用一个滑动变阻器R3代替灯泡L，调节滑片，使所有开关都闭合时电路的总功率是只闭合S时电路总功率的4倍，求此时滑动变阻器连入电路中的阻值。

Answer 1

【答案】（1）12V， 20Ω；（2）96J；（3）12Ω。

【解析】

（1）当S，S1，S2闭合时，灯泡与电阻R2并联，由于灯泡L正常发光，根据灯泡的额定电压即可得出电源电压；当S闭合，S1，S2断开时，电阻R1、R2串联，电压表测量R1的电压，根据欧姆定律和串联电路的特点即求出R2的阻值；
（2）根据Q=I2Rt即可求出R1产生的热量；
（3）由电路图知，若用一个滑动变阻器R1代替灯泡L，使所有开关都闭合时，电阻R2、R3并联，当只闭合S时，电阻R1、R2串联，由于电源电压保持不变，则根据电功率的公式分别得出两状态下的总功率，然后根据已知即可带入数据求出滑动变阻器连入电路中的阻值。

（1）当S，S1，S2闭合时，灯泡与电阻R2并联，由于灯泡L正常发光，电源电压U=U额=12V，当S闭合，S1，S2断开时，电阻R1、R2串联，电压表测量R1的电压，则电流，根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可得：U2=U-U1=12V-4V=8V，；

（2）当S闭合，S1，S2断开时，电阻R1、R2串联，R1产生的热量Q1=I2R1t=（0.4A）2×10Ω×60s=96J；

（3）若用一个滑动变阻器R1代替灯泡L，使所有开关都闭合时，电阻R2、R3并联，则总功率，当只闭合S时，电阻R1、R2串联，则总功率，已知：P总1=4P总2；即，解得：。