问题
计算题
现有一个电源电压为10V的电源和一个“12V,12W”的灯泡,灯泡的电流随电压变化关系图像如图所示。
(1)把电源和灯泡构成一个闭合电路,求灯泡的电功率;
(2)若在(1)问的电路中再串联一个规格为“20Ω”的滑动变阻器和量程为0 -0.6A的电流表,求滑动变阻器接入电路电阻的最小值;
(3)若把该电源和一个定值电阻R0=10Ω以及上述滑动变阻器构成串联电路,求滑动变阻器R电功率的最大值。
答案
解:
(1)当把电源和灯泡构成闭合电路时,灯泡两端的电压,由图像可知灯泡中的电流
,则灯泡的电功率
;
(2)为保证电路中的电流不超过电流表的量程,电路中的最大电流为0.6A,由图像可知,此时灯泡两端的电压,则滑动变阻器两端的电压
故滑动变阻器接入电路电阻的最小值: ;
(3)滑动变阻器的电功率
上式可整理为
可知当时,电功率
取最大值,其最大值
。