问题
问答题
如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R0=12Ω，滑动变阻器R的最大阻值为24Ω，当合上开关S和S1，断开S2时，电压表V示数为6V，灯泡恰好正常发光；当合上S和S2，断开S1时，调节滑动变阻器使电压表V的示数仍为6V，此时滑片P恰在ab的中点，已知滑动变阻器的电阻与电阻丝的长度成正比．求：
（1）电源电压的值．
（2）灯泡的额定功率．
（3）在合上开关S和S2，断开S1的情况下，调节滑片P，电阻R0上消耗功率的变化范围．
答案
（1）当合上S和S2，断开S1时，滑动变阻器与固定电阻R0串联，滑动变阻器阻值为12Ω，两端电压为6V；
当合上开关S和S1，断开S2时，灯泡与固定电阻R0串联，灯泡两端电压也为6V，故灯泡电阻也为12Ω．
当合上开关S和S1，断开S2时，灯泡与固定电阻R0串联，且R灯=R0=12Ω，故U灯=U0=6V
∴U=U灯+U0=6+6V=12V
（2）当合上开关S和S1，断开S2时，灯泡正常发光，说明此时灯泡功率为额定功率．
P额=
=U2 R
W = 3W62 12
（3）在合上开关S和S2，断开S1的情况下，调节滑片P，变阻器的阻值变化范围为0～24Ω．
当变阻器阻值为0Ω时，U0=U=12V，故P0=
=U2 R
W = 12W122 12
当变阻器阻值为24Ω时，I=
=U R
=U R变+R0
A= 12 24+12
A，故P0=I2R0=（1 3
）2×12W≈1.33W1 3
故电阻R0上消耗功率的变化范围为1.33～12W．
答：（1）电源电压为12V；（2）灯泡的额定功率是3W；（3）电阻R0上消耗功率的变化范围为1.33～12W．