问题
问答题
如图，实物连接示意图中的电源两端电压不变，灯的电阻不变．滑动变阻器的最大阻值为R1．当滑动变阻器的滑片P在B端，只闭合S2时，电压表V1示数为U1、电流表示数为I1；滑片P在B端，开关都断开时，电压表V2示数为U2，滑动变阻器的功率P1=2W；当滑片在A端，只闭合S1时，灯泡正常发光，电流表的示数为I3．已知U1：U2=5：3，I1：I3=2：3；电阻R2=9Ω．求：
（1）灯的额定功率PL；
（2）电源电压U；
（3）在电源不发生短路的条件下，通过不同变化，电路消耗的最大功率Pmax．（请画出相关电路状态的等效电路图）
答案
（1）（2）∵
=U1 U2
，∴5 3
=R1+R2+RL R2+RL
①5 3
因为电源电压不变，所以I1=
，I3=U1 R1+R2+RL
，又因为U1 RL
=I1 I3 2 3
∴
：U1 R1+R2+RL
=2：3，∴U1 RL
：1 R1+R2+RL
=2：3② 1 RL
已知R2=9Ω，由①②两式可得R1=18Ω，RL=18Ω．
∵P1=
= U2滑 R1
，∴2W=
2 2U1 5 R1
22U1 5 18Ω
解得U1=15V．
∴PL=
=U12 RL
W=12.5W152 18
答：灯的额定功率为12.5W，电源电压15V．
（3）当滑片P在A端，只闭合S2时，电阻最小，功率最大．．
P最大=
=U12 R2
=25W．(15V)2 9Ω
答：最大功率为25W．