试题

（2011·贵阳模拟）在如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，R₀为一定值电阻，小灯泡L上标有“6V  3W“，不考虑温度对灯丝电阻的影响．

（1）求小灯泡的电阻；
（2）当开关S接1时，移动滑动变阻器的滑片P在a端时，定值电阻R₀消耗的电功率为7.2W；当移动滑动变阻器的滑片P在b时，电压表的示数是4V，定值电阻R₀消耗的电功率为0.8W；求电源电压．
（3）当开关S接2时，在滑动变阻器的滑片P从a移动到b的过程中，滑动变阻器消耗的电功率随它的电阻变化的曲线如图乙所示，则当滑动变阻器消耗的功率最大时，灯泡L实际功率是多少？

解：（1）小灯泡的电阻：
R_L=

U 2 L

PL

=

(6V)2

3W

=12Ω．
（2）当开关S接1时，移动滑动变阻器的滑片P在a端时，
则：7.2W=

U2

R0

，
当移动滑动变阻器的滑片P在b时，
则：0.8W=

(U-4V)2

R0

，
联解上述两方程可得：电源电压U=6V．
（3）当开关S接2时，移动滑动变阻器的滑片使滑动变阻器消耗的功率最大时，
由图可知滑动变阻器的电阻R₁为12Ω，则此时灯泡与滑动变阻器组成的串联电路的电流：
I=

U

RL+R1

=

6V

12Ω+12Ω

=0.25A，
小灯泡的实际功率：
P_L′=I²R_L=（0.25A）²×12Ω=0.75W．
答：（1）小灯泡的电阻为12Ω；
（2）电源电压为6V；
（3）当开关S接2时，当滑动变阻器消耗的功率最大时，灯泡L实际功率为0.75W．
解：（1）小灯泡的电阻：
R_L=

U 2 L

PL

=

(6V)2

3W

=12Ω．
（2）当开关S接1时，移动滑动变阻器的滑片P在a端时，
则：7.2W=

U2

R0

，
当移动滑动变阻器的滑片P在b时，
则：0.8W=

(U-4V)2

R0

，
联解上述两方程可得：电源电压U=6V．
（3）当开关S接2时，移动滑动变阻器的滑片使滑动变阻器消耗的功率最大时，
由图可知滑动变阻器的电阻R₁为12Ω，则此时灯泡与滑动变阻器组成的串联电路的电流：
I=

U

RL+R1

=

6V

12Ω+12Ω

=0.25A，
小灯泡的实际功率：
P_L′=I²R_L=（0.25A）²×12Ω=0.75W．
答：（1）小灯泡的电阻为12Ω；
（2）电源电压为6V；
（3）当开关S接2时，当滑动变阻器消耗的功率最大时，灯泡L实际功率为0.75W．