Question

【题目】如图所示电路，电源两端电压U=10V，且保持不变，定值电阻R1的阻值为8Ω，滑动变阻器R2的阻值范围是0～20Ω，L为标有“6V 3W”的小灯泡 （不考虑灯丝电阻随温度的变化）．电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，闭合开关S后，要求灯L两端的电压不超过额定电压，且两电表的示数均不超过各自的量程，则小灯泡L消耗电功率的变化范围是W．

Answer 1

【答案】1.47W～3
【解析】解：由图可知定值电阻R1、灯泡L、滑动变阻器R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流；
由P=UI可得，灯泡的额定电流：
I额= = =0.5A，
由I= 可得，灯泡的电阻：
RL= = =12Ω；
当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路中的电流：
I= = =0.5A，
因灯泡的额定电流为0.5A，电流表的量程为0～0.6A，
所以，电路中的最大电流和灯泡的额定电流相等，则灯泡的最大功率为3W；
当电压表的示数U2=3V时，电路中的电流最小，灯泡消耗的电功率最小，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R1与L两端的电压：
U1L=U﹣U2=10V﹣3V=7V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，电路中的最小电流：
I′= = =0.35A，
灯泡的最小功率：
PL=（I′）2RL=（0.35A）2×12Ω=1.47W，
所以，小灯泡L消耗电功率的变化范围是1.47W～3W．
所以答案是：1.47W～3．
【考点精析】本题主要考查了欧姆定律及其应用和电功率的计算公式的相关知识点，需要掌握欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）；计算电功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中单位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）计算电功率还可用公式：P=I2R和P= U2/R才能正确解答此题．