Question

【題目】在如圖所示電路中，小燈泡L上標有“8V3.2W”字樣，滑動變阻器的最大阻值為40Ω，Rl的阻值為18Ω．求：

（1）小燈泡L的電阻。

（2）當開關S、Sl、S2均閉合時，電壓表的示數為9V，求電源電壓及電阻R1上消耗的電功率。

（3）斷開Sl、S2，閉合S，若接入電路中的電壓表的量程改為0～3V，電流表的量程為0～0.6A，為了保證兩表均不超過量程，且小燈泡兩端的電壓不超過其額定電壓，滑動變阻器的阻值變化范圍為多少？

Answer 1

【答案】（1）20Ω；（2）4.5W；（3）2.5Ω～10Ω。

【解析】

(1)由P＝UI知道，小燈泡的額定電流是：

由知道，小燈泡的電阻是：

；

(2)當開關S、Sl、S2均閉合時，電阻R1與R2并聯，電壓表測電源的電壓，電壓表的示數為9V，即U＝9V，又因為并聯電路中各支路兩端的電壓相等，所以，電阻R1上消耗的電功率是：

；

(3)當電路中電流等于小燈泡的額定電流時，電路中電流最大，此時滑動變阻器接入電路中的阻值應最小，此時電路中的總電阻是：

由于串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，

R2min＝R總﹣RL＝22.5Ω﹣20Ω＝2.5Ω；

當電壓表的示數U'2＝3V（最大值）時，滑動變阻器接入電路中的電阻值最大，此時電路中的電流最小，所以，串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，燈泡兩端的電壓是：

UL′＝U﹣U2′＝9V﹣3V＝6V，

由于串聯電路中各處的電流相等，所以，

，

代入數據解得：R2max＝10Ω，所以，滑動變阻器的阻值變化范圍是2.5Ω～10Ω。

答：(1)小燈泡L的電阻為20Ω；

(2)電源電壓為9V，電阻R1上消耗的電功率為4.5W；

(3)滑動變阻器的阻值變化范圍為2.5Ω～10Ω。