Question

【題目】某物理興趣小組的同學們設計了如甲圖所示的電路，其中電源電壓不變，燈泡L標有“12V 6W”，滑動變阻器R的規(guī)格為“20Ω　1A”。如圖乙是定值電阻R0和燈泡L的電壓與電流的關系圖象。當斷開開關S1、閉合開關S和S2，并將滑動變阻器的滑片P位于R最右端時，燈泡L的實際功率為1.6W。

求：(1)R0的阻值；

(2)燈泡正常發(fā)光10min，電流通過燈泡所做的功；

(3)電源電壓；

(4)電路消耗的最大電功率。

Answer 1

【答案】(1)20Ω；(2)3600J；(3)12V；(4)15.2W

【解析】

(1)由圖乙，根據可得定值電阻R0的阻值

(2)燈泡正常發(fā)光10min，電流通過燈泡所做的功

(3)當斷開開關S1、閉合開關S和S2，并將滑動變阻器的滑片P位于R最右端時，燈泡L與滑動變阻器R的最大阻值串聯(lián)，燈泡L的實際功率為1.6W，由圖乙的此時電路電流、燈泡L兩端電壓分別為

由可得滑動變阻器R兩端電壓

根據串聯(lián)分壓可知電源電壓為

(4)當開關S、S1、S2都閉合且滑片位于左端時，定值電阻R0與燈泡L并聯(lián)，電路的總電阻最小，電路的總功率最大；因并聯(lián)等壓分流，且燈泡在額定電壓下正常發(fā)光，所以電路消耗的最大功率

答：(1)R0的阻值是20Ω；

(2)燈泡正常發(fā)光10min，電流通過燈泡所做的功是3600J；

(3)電源電壓是12V；

(4)電路消耗的最大電功率是15.2W。