如图小灯泡标有"6v 3w“的字样,电源电压不变,当规格我20欧姆 1A的滑动变阻器连入电路的电阻为4欧姆,灯泡恰好正常发光,求_物理解答

如图小灯泡标有"6v 3w“的字样,电源电压不变,当规格我20欧姆 1A的滑动变阻器连入电路的电阻为4欧姆,
灯泡恰好正常发光,求：1）改变变阻器滑片p的位置,使灯泡消耗的功率为
1.08w,此时电路的总功率为多少?2）滑片在什么位置灯泡有最小功率?是多
3）在保证电路安全的前提下,滑片在什么位置灯泡有最大功率?是多少?
（灯丝阻值不变）
电路图是一个小灯泡和滑动变阻器串联,滑片大约在其中间位置,

人气：225 ℃　时间：2019-08-20 04:11:03

解答

灯泡电阻L=Ue^2/Pe=6^2/3=12Ω
额定电流Ie=Pe/Ue=3/6=0.5A
电源电压U=(L+4)Ie=(12+4)*0.5=8V
灯泡消耗的功率1.08w时,P'=I'^2*L 即1.08=I'^2*12 所以 I'=0.3A
此时电路总功率P1=UI'=8*0.3=2.4W
灯泡功率 Pm=Im^2*L L不变所以Im越小Pm越小电路串联当变阻器阻值最大时,电路电流最小,此时电路电流Im=U/(R+L)=8/(12+20)=0.25A Pm=Im^2*L=0.25^2*12=0.75W
要保证电路安全,则要灯泡电压不大于6v同时变阻器电流不大于1A,电路电流最大为变阻器为0时 Ix=U/L=8/12=0.67A,不会超过电路最大安全电流.所以只要小灯泡电压不超过6v,也就是小灯泡正常发光时灯泡有最大功率,此时变阻器阻值4Ω,灯泡功率3w