20. 在完成“测量小灯泡功率”实验后，小明产生疑问：实验中滑动变阻器接入电路的阻值发生变化时，它消耗的电功率如何变化呢？为此，他找来下列器材：电流表、电压表、开关各一个，一个额定电压是 4.5 V、正常工作电流约为 0.5 A 的小灯泡，3 个规格分别为“20 Ω 1 A”“30 Ω 0.5 A”和“50 Ω 1 A”的滑动变阻器，导线若干，电源(电压为 6 V).
实验中，小明设计的电路图如图所示.在正确的连接和调节滑片后，他测出的数据如表所示：


(1)通过分析表中的数据，你认为小明选择的是规格为的滑动变阻器.
(2)分析表中的数据，写出该滑动变阻器消耗的功率随它接入电路的电阻变化而变化的情况：.
(3)另一位同学建议用一个定值电阻换下电路中的灯泡再进行研究，他这样做的原因是.

(1)50Ω 1A
(2)滑动变阻器消耗的电功率随接入电路电阻的减小先增大后减小
(3)定值电阻的阻值不随温度变化，可排除灯泡电阻变化对实验的影响

21. 在如图所示的电路中，灯 L 的额定功率为 2 W，$ R_2 = 10 \Omega $，小灯泡的电阻 $ R_1 ＜ R_2 $，电源电压为 9 V 且保持不变.
（1）若开关 $ S_1 $、$ S_2 $ 均断开时，小灯泡能正常发光，则小灯泡电阻和额定电压分别是多大？
（2）若开关 $ S_1 $、$ S_2 $ 均闭合时，电路的总功率为 24.3 W，则 $ R_3 $ 的阻值是多大？

（1）当S₁、S₂均断开时，R₂与L串联，电源电压U=9V。设L的电阻为R₁，额定电压为U₁，额定功率P₁=2W。串联电流I=U/(R₁+R₂)=9V/(R₁+10Ω)，L的功率P₁=I²R₁=2W。代入得：$ (\frac{9}{R₁+10})^2 R₁=2 $，整理得$2R₁²-41R₁+200=0$，解得R₁=8Ω（R₁=12.5Ω舍去，因R₁＜R₂=10Ω）。额定电压U₁=IR₁=（9V/(8Ω+10Ω)）×8Ω=4V。
（2）当S₁、S₂均闭合时，R₂与R₃并联，总功率P=24.3W。R₂功率P₂=U²/R₂=(9V)²/10Ω=8.1W，R₃功率P₃=P-P₂=24.3W-8.1W=16.2W。R₃=U²/P₃=(9V)²/16.2W=5Ω。
（1）小灯泡电阻8Ω，额定电压4V；（2）R₃阻值5Ω。

22. 在如图所示的电路中，电源电压保持不变，定值电阻 $ R_1 = 10 \Omega $，$ R_2 $ 为滑动变阻器.闭合开关 S，当滑片 P 在 a 端时，电流表的示数为 0.3 A；当滑片 P 在 b 端时，电压表示数为 2 V.
（1）滑动变阻器 $ R_2 $ 的最大阻值是多大？
（2）当滑片 P 在 b 端时，定值电阻 $ R_1 $ 消耗的电功率是多大？

（1）当滑片P在a端时，R₂接入电阻为0，电路中只有R₁，电源电压U=I₁R₁=0.3A×10Ω=3V。
当滑片P在b端时，R₂接入最大阻值，电压表测R₂电压U₂=2V，R₁两端电压U₁=U-U₂=3V-2V=1V，电路电流I=U₁/R₁=1V/10Ω=0.1A，R₂最大阻值R₂=U₂/I=2V/0.1A=20Ω。
（2）当滑片P在b端时，R₁消耗的电功率P₁=U₁I=1V×0.1A=0.1W。
（1）20Ω
（2）0.1W