Question

如图所示的电路中，灯L标有“3V 0.9W”，滑动变阻器R上标有“20Ω 1A”，电压表量程为0～3V，则灯L正常工作时的电流为    A．若电源电压为4.5V，为了保证电路中各元件安全工作，滑动变阻器连人电路中的最小阻值是    Ω，灯泡的电功率变化范围是    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）已知灯泡的额定电压和额定功率，根据公式I=可求灯L正常工作时的电流，
（2）根据欧姆定律求出灯泡的电阻；电路中各元件安全工作，已知电源电压和灯泡两端的电压，可求滑动变阻器两端的电压，灯L正常工作时的电流已知，根据公式R=可求滑动变阻器连入电路中的最小阻值；
（3）当电压表的示数最大时，滑动变阻器允许接入电路的电阻最大，根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压，根据欧姆定律求出电路中的电流，此时的电流为电路中的最小电流，所以根据P=UI求出灯泡的功率即为灯泡的最小功率，根据灯泡的额定功率可知灯泡的最大功率，于是即可得出灯泡的电功率变化范围．
解答：解：（1）灯泡L正常工作时的电流为：
I===0.3A；
（2）灯泡的电阻为R_L===10Ω，
滑动变阻器两端的最小电压为U_滑=U_总-U=4.5V-3V=1.5V，
滑动变阻器连入电路中的最小阻值R===5Ω；
（3）当电压表的示数最大U_滑′=3V时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，
此时灯泡两端的电压为U′=U_总-U_滑′=4.5V-3V=1.5V，
此时电路的电流最小为I′===0.15A，
所以，灯泡的电功率最小为：P_L小=U′I′=1.5V×0.15A=0.225W，
而灯泡的最大功率为灯泡正常工作时的额定功率，即为0.9W，
所以灯泡的电功率变化范围是0.225～0.9W．
故答案为：0.3；5；0.225～0.9W．
点评：本题考查欧姆定律及功率公式的灵活运用，关键明白电路各个元件要想都安全工作，不能超过各自的额定电压，要知道串联电路电压的规律．