Question

一燈泡的電阻R₀=2 Ω，正常工作電壓為U₀=4.5 V,由一輸出電壓恒為U=6 V的電源供電，利用一滑動變阻器將燈泡與電源相連.為了使燈泡正常工作且保證電路工作效率最大，應(yīng)怎樣進行連接？說明理由，并求最大效率及變阻器的電阻值.

Answer 1

解析：燈泡與變阻器的連接方式有三種，如圖：

     （1）變阻器全部與燈泡并聯(lián)，如圖A所示，這時燈泡兩端電壓為6 V不符合要求.

?  （2）變阻器全部與燈泡串聯(lián)，如圖B所示這時U₀=4.5 V,則變阻器的取值R=R₀/3=0.67Ω,效率η=IU₀/IU=U₀/U=75%

?  （3）變阻器一部分與燈泡并聯(lián)，另一部分與并聯(lián)部分串聯(lián)，即聯(lián)成分壓電路，如圖C所示，此時效率：η=P₀/IU=I₀U₀/IU,又由于I₀＜I,則η＜U₀/U=75%?綜合上述，應(yīng)為第二種聯(lián)接方式，最大效率η=75%,此時滑動變阻器的電阻值R=0.67 Ω.