题目

如图所示，电源电压不变，定值电阻R0=20Ω，电流表量程为0~3A，小灯泡L标有“8V 4W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响）。当开关S闭合，S1、S2断开，滑动变阻器的滑片P从b端滑动到某一位置时，滑动变阻器接入电路中的阻值减小了16Ω，电流表示数变化了0.2A，此时小灯泡恰好正常发光。求： （1） 小灯泡正常工作一分钟消耗多少电能? （2） 电源电压是多少伏? （3） 当开关S、S1、S2都闭合时，调节滑片P，在保证电路安全的前提下，滑动变阻器R的最大功率是多少? 答案： 解：小灯泡正常工作一分钟消耗电能W=Pt=4W×60s=240J 答：小灯泡正常工作一分钟消耗电能240J； 解：当S闭合，S1、S2断开，滑片P在b端时，R与L串联，此时电流为I1。当滑片P从b端滑到某一位置时，电阻减小16Ω，电流增大，电流变化量 Δ I=0.2A，灯泡恰好正常发光，此时电流为I2，为 I2=I额=P额U额=4W8V=0.5A I1为 I1=I2−ΔI=0.5A−0.2A=0.3A 灯泡电阻 R灯=U额I额=8V0.5A=16Ω 根据题意，电源电压为 U=I1(R+R灯)=0.3A×(R+16Ω) ① U=I2(R−16Ω+R灯)=0.5A×(R−16Ω+16Ω)  ② 解①②两式得U=12V。 答：电源电压是12V； 解：当S、S1、S2都闭合时，此时L被短路，R0与R井联，通过R0的电流 I0=UR0=12V20Ω=0.6A 在保证电路安全的前提下，电流表最大示数I总=3A，此时R连入电路中阻值最小，电流最大，功率最大。通过滑动变阻器最大电流 I大=I总−I0=3A−0.6A=2.4A 滑动变阻器最大功率 P大=UI大=12V×2.4A=28.8W 答：滑动变阻器R的最大功率是28.8W。

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