Question

如圖所示電路，電源兩端電壓保持不變，滑動變阻器的最大電阻值為R₁，R₂為定值電阻，燈泡L標有“12V 9W”字樣，且不計燈絲電阻隨溫度的變化。當開關都閉合時，燈泡L恰能正常發光，將開關 S₁、S₃斷開，S₂閉合后，改變滑動變阻器的滑片P的位置，使滑動變阻器連人電路的電阻分別為0.25R₁和R₁，這兩種情況下，滑動變阻器消耗的電功率相等。當開關S₁、S₂斷開，S₃閉合，滑片P在變阻器的左端時，燈泡L的實際電功率為額定電功率的1/16。求：
（1）燈泡正常發光時電流表的示數I_A；
（2）滑動變阻器的最大電阻值R₁；
（3）燈泡正常發光時電阻R₂消耗的電功率P₂。

Answer 1

解：開關都閉合時電路連接如圖甲；只閉合開關S₂時，電路連接如圖乙、丙；只閉合開關S₃時，電路連接如圖丁。

（1）在甲圖中，燈泡L正常發光，U_L=U=12V，，
電流表示數I_A=I_L=U_L/R_L=12V/16Ω=0.75A；
（2）在乙圖、丙圖中，P'₁=P₁，，，
電源輸出電壓不變，，R₁=2R_2，
在甲圖、丁圖中，，R_L不變，，，
電源輸出電壓不變，， R₁=3R_L=3×16Ω=48Ω；
（3）R₁=2R₂，R₁=3R_L，， 甲圖中電阻R_L和R₂并聯，。