如图所示,电阻R1=2Ω,小灯泡L上标有“3V、1.5W”字样,电源的内阻为r=1Ω,滑动变阻器的最大阻值为R0(大小未知).当触头P滑动到最上端a时,电流表的读数为1A,小灯泡L恰好正常发光,求

问题描述:

如图所示,电阻R1=2Ω,小灯泡L上标有“3V、1.5W”字样,电源的内阻为r=1Ω,滑动变阻器的最大阻值为R0(大小未知).当触头P滑动到最上端a时,电流表的读数为1A,小灯泡L恰好正常发光,求:

(1)滑动变阻器的最大阻值R0
(2)当触头P滑动到最下端b时,电源的总功率及输出功率.
(3)不需要说明理由,判断当电路A、B两点间元件消耗的电功率最大时,触头P的位置(假定小灯泡电阻保持不变).

(1)当触头P滑到a端时,流过小灯泡的电流为:
IL

PL
UL
1.5
3
A=0.5A
流过滑动变阻器的电流为:
I0=IA-IL=1A-0.5A=0.5A
故:R0
UL
I0
3
0.5
Ω=6Ω

(2)电源电动势为:
E=UL+IA(R1+r)=3+1×(2+1)=6V
当P滑到b端时,滑动变阻器和小灯泡均被短路.
电流总电流为:I=
E
R1+r
6
2+1
A=2A

电源总功率为:P=EI=6×2W=12W
输出功率为:
P=P−I2r=12−22×1=8W
(3)触头P在滑动变阻器的a端.       
答:(1)滑动变阻器的最大阻值为6Ω;
(2)当触头P滑动到最下端b时,电源的总功率为12W及,出功率为8W.
(3)当电路A、B两点间元件消耗的电功率最大时,触头P在滑动变阻器的a端.