Question

【題目】如圖所示的電路中，電源電壓恒為12V，小燈泡L的規(guī)格為“10 V10 W”，滑動變阻器R的最大阻值為20Ω，燈絲電阻保持不變。閉合開關(guān)S后，求：

（1）小燈泡L的電阻

（2）當滑動變阻器接入電路的電阻為14Ω時，小燈泡L的實際電功率；

（3）在滑動變阻器的電阻從2Ω調(diào)節(jié)到20Ω的過程中，滑動變阻器能獲得的功率范圍？（即最大功率和最小功率）

Answer 1

【答案】10Ω 2.5W 2W—3.6W

【解析】

（1）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)R＝求出燈泡阻值；（2）當滑動變阻器接入電路的電阻為14Ω時，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)P＝UI＝I2R求出小燈泡L的實際電功率；（3）在滑動變阻器的電阻從2Ω調(diào)節(jié)到20Ω的過程中，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中電流的變化范圍，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點和P＝UI表示出滑動變阻器消耗的電功率，然后求出其消耗的最大和最小電功率，從而得出答案。

(1)由R＝可得，燈泡的電阻： RL＝ ＝10Ω； (2)當滑動變阻器接入電路的電阻為14Ω時，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，電路中的電流： I＝ ＝0.5A，小燈泡L的實際電功率： PL＝I2RL＝(0.5A)2×10Ω＝2.5W； (3)當滑動變阻器接入電路中的電阻為2Ω時，電路中的電流最大，則電路中的最大電流： I大＝ ＝1A，當滑動變阻器接入電路中的電阻為20Ω時，電路中的電流最小，則電路中的最小電流： I小＝ ＝0.4A，所以，電路中電流的變化范圍為0.4A1A，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，滑動變阻器消耗的電功率：

PR＝URI′＝(UI′RL)I′＝(12VI′×10Ω)I′＝12V×I′(I′)2×10Ω＝3.6W(I′0.6A)2×10Ω，當I′＝0.6A時，滑動變阻器的總功率最大，最大為3.6W，當I′＝1A時,滑動變阻器的功率最小,PR小＝3.6W(1A0.6A)2×10Ω＝2W，所以，滑動變阻器能獲得的功率范圍為2W3.6W。