《2025年课时练人民教育出版社九年级物理全一册人教版》

11. (南通中考)如图所示,电源电压恒定,灯泡 $ L $ 规格为“$ 6 \, V \quad 3 \, W $”,滑动变阻器的最大电阻为 $ 30 \, \Omega $,$ R_2 $ 为定值电阻的电阻。闭合开关 $ S $,将 $ S_1 $ 接 $ 1 $,移动滑片使灯泡正常发光,电路总功率为 $ P_1 $;将 $ S_1 $ 接 $ 2 $,滑片移至 $ A $ 端,电流表示数为 $ 0.8 \, A $,电路总功率为 $ P_2 $,滑片移至 $ B $ 端,电流表示数为 $ 0.2 \, A $。求:

(1)灯泡正常发光时的电阻。
(2)$ P_1 $ 与 $ P_2 $ 的比值。
(3)电源电压。

答案： 解（1)由P=U²/R可得，灯泡正常发光时的电阻R_L=U额²/P额=(6V)²/3W=12Ω。
（2)小灯泡的额定电流I额=U额/R_L=6V/12Ω=0.5A。
闭合开关S，将S₁接1，灯泡L与滑动变阻器串联，小灯泡正常发光，电路总功率P₁=UI额。
将S₁接2，滑片移至A端时，只有电阻为R₂的定值电阻接入电路，电路总功率P₂=UI。
P₁与P₂的比P₁/P₂=UI额/UI=I额/I=0.5A/0.8A=5/8。
（3)将S₁接2，滑片移至A端时，电源电压U=IR₂=0.8A×R₂①，
将S₁接2，滑片移至B端时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，定值电阻与滑动变阻器串联，电源电压U=I'(R₂+R₁)=0.2A×(R₂+30Ω)②，
联立①②解得电源电压U=8V。
答：
(1)灯泡正常发光时的电阻是12Ω。
(2)P₁与P₂的比值为5/8。
(3)电源电压是8V。