Question

【题目】在如图所示电路中，小灯泡L上标有“8V3.2W”字样，滑动变阻器的最大阻值为40Ω，Rl的阻值为18Ω．求：

（1）小灯泡L的电阻。

（2）当开关S、Sl、S2均闭合时，电压表的示数为9V，求电源电压及电阻R1上消耗的电功率。

（3）断开Sl、S2，闭合S，若接入电路中的电压表的量程改为0～3V，电流表的量程为0～0.6A，为了保证两表均不超过量程，且小灯泡两端的电压不超过其额定电压，滑动变阻器的阻值变化范围为多少？

Answer 1

【答案】（1）20Ω；（2）4.5W；（3）2.5Ω～10Ω。

【解析】

(1)由P＝UI知道，小灯泡的额定电流是：

由知道，小灯泡的电阻是：

；

(2)当开关S、Sl、S2均闭合时，电阻R1与R2并联，电压表测电源的电压，电压表的示数为9V，即U＝9V，又因为并联电路中各支路两端的电压相等，所以，电阻R1上消耗的电功率是：

；

(3)当电路中电流等于小灯泡的额定电流时，电路中电流最大，此时滑动变阻器接入电路中的阻值应最小，此时电路中的总电阻是：

由于串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，

R2min＝R总﹣RL＝22.5Ω﹣20Ω＝2.5Ω；

当电压表的示数U'2＝3V（最大值）时，滑动变阻器接入电路中的电阻值最大，此时电路中的电流最小，所以，串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，灯泡两端的电压是：

UL′＝U﹣U2′＝9V﹣3V＝6V，

由于串联电路中各处的电流相等，所以，

，

代入数据解得：R2max＝10Ω，所以，滑动变阻器的阻值变化范围是2.5Ω～10Ω。

答：(1)小灯泡L的电阻为20Ω；

(2)电源电压为9V，电阻R1上消耗的电功率为4.5W；

(3)滑动变阻器的阻值变化范围为2.5Ω～10Ω。