Question

【题目】灯泡L上标有“2.5V 0.3A”的字样，通过实验测得该灯泡的电流随电压变化关系如图甲所示，现把灯泡L接入如图乙所示的电路中，R0=6Ω，滑动变阻器的最大值是20Ω，电流表的量程为“0～0.6A”，电压表的量程为“0～3V”。若只闭合开关S和S1，在滑动变阻器的滑片移至最左端时，灯泡在2min的时间内消耗的电能为24J,求：

（1）电源的电压

（2）若只闭合开关S和S2，在电路安全工作的条件下，求电路消耗的最大功率

Answer 1

【答案】（1）5.0V （2）2.5W

【解析】（1）只闭合S和S1时，L与R串联，电压表测L两端的电压，电流表测电路中的电流；灯泡的实际功率；
由甲图象可知：灯泡功率为0.2W时灯泡两端的电压为1V，电流为0.2A；
由得：变阻器R两端的电压UR=IR=0.2A×20Ω=4V，
则电源电压U=UL+UR=1V+4V=5V；
（2）若只闭合开关S和S2，R0与R串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流，当电压表的示数最大时，通过R0的电流为： ，
所以电路中的最大电流为0.5A；则P最大=UI最大=5V×0.5A=2.5W．
答：（1）电源的电压为5V；
（2）若只闭合开关S和S2，在电路安全工作的条件下，电路消耗的最大功率为2.5W．