践行者初中物理电学典题详解第569题
11.图甲所示的电路中，灯泡L的额定功率为3.6W（灯丝电阻不变），开关S闭合，S1断开，变阻器的滑片移动到最左端时，灯泡L正常发光。图乙是变阻器的滑片从最右端移动到最左端过程中，电压表示数随电流表示数变化的图像。求:
（1）电源电压；
（2）变阻器R1的最大阻值；滑片在变阻器的最右端时，灯泡L的实际功率；
（3）什么情况下电路消耗的功率最大；此时变阻器1min消耗的电能。
解析:1当S闭合，S1断开时:
1.1分析电路图可知:
①L与R1串联，
②V测量R1两端电压U1，
③A测量电路中的电流I；
④R1滑片置于最右端时，
⑤当P置于最右端时，接入电路中的阻值最大，
两端电压U1也最大，
置于最左端时，R1min=0，U1min=0；
1.2分析乙图可知:
①当Imin=0.2A时，U1max=4V，
则R1max=U1max/Imin
=4V/0.2A=20Ω，
②当Imax=0.6A时，U1mnin=0，
1.3由题意可知:
①电源电压U不变，
②RL不变，
则可知U=U1max+IminRL=ImaxRL，
即U=4V+0.2×RL=0.6A×RL，
解方程得:RL=10Ω，U=6V；
1.4当滑片在变阻器的最右端时，
R1max=20Ω，RL=10Ω，U=6V，
则I=U/(RL+R1rnax)=6V/(10+20)Ω=0.2A，
PL=I²RL=(0.2A)²×10Ω=0.4W；
2分析电路图可知:
①当S、S1都闭合，且R1滑片置于最左端，
亦即L和R1max并联时，电路中的电流最大，
电路总功率最大；
②当t=60s，W1=U²t/R1max
=(6V)²×60s/20Ω=108J。
