Question

【題目】如圖甲所示的電路，電源電壓保持不變．小燈泡L標有“2.5 V　0.25 A”字樣，滑動變阻器R1的最大值為30 Ω，定值電阻R2＝30 Ω，電流表的量程為0～0.6 A，電壓表的量程為0～3 V．求：

(1)小燈泡的額定功率是多少？

(2)只閉合S、S2和S3，將變阻器R1的滑片P移到中點時，電流表示數為0.45 A，則電源電壓是多少？

(3)只閉合開關S、S1，移動變阻器的滑片P，小燈泡L的I－U圖象如圖乙所示．在保證各元件安全的情況下，滑動變阻器R1允許的取值范圍是多少？

Answer 1

【答案】(1)0.625 W；(2)4.5 V；(3)8～15 Ω.

【解析】

解：（1）PL＝ULIL＝2.5V×0.25A＝0.625W；（2）只閉合開關S、S2和S3， L被短路，電阻R1與R2并聯，總電阻，R并＝＝10Ω，電源電壓：U＝IR并＝0.45A×10Ω＝4.5V；（3）只閉合開關S、S1時，燈泡L與R1串聯，R1和燈L串聯接入電路，滑片P向左移動時，R1變大，電壓表的示數變大，當電壓表示數為3V時，R1最大，則R1的電壓U1大＝3V，此時小燈泡兩端的電壓為：UL′＝U﹣U1大＝4.5V﹣3V＝1.5V，

由圖乙可知電路中最小電流：I最小＝0.2A，所以R1連入電路的電阻：R1＝＝15Ω，當滑片向右移動R1變小，電流表的示數變大，UL也變大，由圖象可知電路中的最大電流：I最大＝0.25A＜0.6A（電流表安全），此時UL′＝2.5V，R1兩端的電壓為：U1′＝U﹣UL′＝4.5V﹣2.5V＝2V，R1連入電路的電阻：R1′＝＝8Ω，所以在保證各元件安全的情況下，滑動變阻器R1允許的取值范圍是8～15Ω。