问题
选择题
如图所示,电源电压U=12V不变,小灯泡L的额定电压为6V.闭合开关S,当滑动变阻器R的滑片P移至中点时,小灯泡L正常发光;当滑片P移至最左端时,小灯泡L的实际功率为4W.则小灯泡的额定功率和滑动变阻器的最大阻值分别为( )
A.9W4Ω
B.9W8Ω
C.4W4Ω
D.4W8Ω
答案
当滑动变阻器R的滑片P移至中点时,等效电路图如图1所示;当滑片P移至最左端时,等效电路图如图2所示.
图1中,灯泡正常发光时的电压UL=6V,
因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以UR=U-UL=12V-6V=6V;
因为串联电路中各处的电流相等,所以根据欧姆定律可得:UL UR
=I1RL I1×
R1 2
=RL
R1 2
=6V 6V
,1 1
化简后可得:R=2RL,
在图1和图2中,电源的电压不变,则
=I1 I2
=RL+R RL+
R1 2
=RL+2RL RL+
×2RL1 2
,3 2
由
=UL UL′
=I1RL I2RL
=I1 I2
,则UL′=3 2
UL=2 3
×6V=4V,2 3
在图2中,
由P=
可知,RL=U2 R
=(UL′)2 PL′
=4Ω,(4V)2 4W
则R=2RL=2×4Ω=8Ω,
灯泡的额定功率:
PL=
=(UL)2 RL
=9W.(6V)2 4Ω
故选B.