Question

【題目】如圖所示，電源電壓恒為4.5V，電壓表量程為“0～3V”，滑動變阻器R規格為“20Ω，1A”，燈泡L標有“3.0V，1.5W”字樣（不考慮燈絲電阻變化）．在不損壞電路元件情況下，求：

（1）燈泡的電阻和正常工作的電流；

（2）滑動變阻器阻值變化的范圍；

（3）該電路的最大功率．

Answer 1

【答案】（1）燈泡的電阻為12歐姆，正常工作的電流為0.5A；

（2）滑動變阻器阻值變化的范圍是：3Ω～12Ω；

（3）該電路的最大功率為2.25W．

【解析】試題分析：（1）由電功率公式可以求出燈泡電阻與額定電流．

（2）由串聯電路特點與歐姆定律可以求出滑動變阻器的阻值范圍．

（3）由電功率公式可以求出電路消耗的最大功率．

解：（1）由P=UI可知，燈泡額定電流：

I===0.5A，

由I=可知，燈泡電阻：RL===6Ω；

（2）電路最大電流等于燈泡額定電流，

由I=可知，此時滑動變阻器接入電路的阻值：

R滑最小===3Ω，

電壓表量程為0～3V，電壓表最大示數是3V，

此時電路電流I′===0.25A，

由I=可知，

此時滑動變阻器接入電路的阻值：

R滑最大===12Ω，

則滑動變阻器接入電路的阻值范圍是：3Ω～12Ω；

（3）燈泡正常發光時電路電流最大，此時電路消耗的功率最大，

最大功率：P=UI=4.5V×0.5A=2.25W；

答：（1）燈泡的電阻為12歐姆，正常工作的電流為0.5A；

（2）滑動變阻器阻值變化的范圍是：3Ω～12Ω；

（3）該電路的最大功率為2.25W．