Question

如图所示，电源电压保持4.5V不变，滑动变阻器R的最大阻值为6Ω，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P滑至中点时，电流表的读数为0.4A．求：
（1）小灯泡L两端的实际电压．
（2）小灯泡L消耗的实际功率．
（3）假如小灯泡L是额定电压为“2.2V”、“2.5V”、“3.8V”中的一个，估计小灯泡L的额定功率在1.2W以内，闭合开关S后，移动滑片P到适当位置时，小灯泡正常发光．此时电流表的示数如图所示．试判断小灯泡的额定电流，并说明理由．

Answer 1

解：
（1）当滑片P滑至中点时，R=3Ω，
U_R=IR=0.4A×3Ω=1.2V，
则小灯泡L两端的实际电压U_L为：
U_L=U_总-U_R=4.5V-1.2V=3.3V．
答：小灯泡L两端的实际电压为3.3V．
（2）小灯泡L消耗的实际功率P_L为：
P_L=U_LI=3.3V×0.4A=1.32W．
答：小灯泡L消耗的实际功率为1.32W．
（3）由题可知，P_最大=1.2W，U_最小=2.2V，则小灯泡的最大额定电流为：
I_最大==≈0.55A，
∵I_最大=0.55A＜0.6A，
∴电流表接入的是0～0.6A的量程，
则由题图可知，小灯泡的额定电流I_额为：I_额=0.3A．
答：小灯泡的额定电流为0.3A．
分析：（1）从图可知，小灯泡与滑动变阻器串联，已知滑动变阻器的阻值和电流，可利用公式U_R=IR计算电压，再利用公式U_L=U_总-U_R计算灯泡两端的电压．
（2）已知灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，可利用公式P_L=U_LI计算电功率．
（3）由题可知，当小灯泡的额定功率最大，额定电压最小时，小灯泡的额定电流最大，可利用公式I=求出小灯泡的最大额定电流，由此来判断电流表的量程，再由指针所在的位置读出电流表的示数．
点评：本题考查了由欧姆定律的公式计算电压，并利用串联电路电压的规律计算灯泡两端的电压，利用电功率公式进行计算，以及利用公式I=计算电路中的最大电流．