如图所示的电路中,灯泡L上标有“8V 4W”字样,滑动变阻器的最大阻值为R1,R2的阻值为8Ω,电源电压保持不变。当开关S1、S2、S3都闭合时,灯泡L正常发光;当开关S1、S2断开,S3闭合时,改变滑片P的位置,使滑动变阻器连入电路的阻值分别为R1和R1/4,在这两种情况下,滑动变阻器消耗的功率相等。求:
(1)电源电压;
(2)灯泡正常发光时,电流表的示数;
(3)滑动变阻器的最大阻值。
(1)当开关S1、S2、S3都闭合时,灯L正常发光,灯L与电阻R2并联,所以电源电压U=UL=8V
(2)当开关S1、S2、S3都闭合时,灯L与电阻R2并联,灯L正常发光:
IL=PL/ UL=4W/8V=0.5A
I2=U/R2=8V/8Ω=1A
I=IL+I2=0.5A+1A=1.5A
(3) 当开关S1、S2断开,S3闭合时,灯L与滑动变阻器R1串联:
RL=(UL)2/ PL=(8V)2/4W=16Ω
当滑动变阻器连入电路的阻值为R1时,
根据 P=I2R 有: PL=( )2R1
当滑动变阻器连入电路的阻值为R1/4时:
有: PL'=( )2R1/4
PL=PL' ( )2R1=( )2R1/4
R1=32Ω