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.