Question

【題目】如圖所示，電源電壓不變，小燈泡L上標(biāo)有“12V 12W”字樣，滑動(dòng)變阻器R上標(biāo)有“80Ω 1A”字樣。若電流表選擇0~0.6A的量程，電壓表選擇0~15V的量程。閉合開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片到某一位置時(shí)，電流表的示數(shù)為0.5A，電壓表的示數(shù)為12V。求：（此題中出現(xiàn)的所有小燈泡其電阻均不隨溫度的變化而變化）

（1）電源電壓_______。

（2）要使電流表和電壓表分別達(dá)到各自量程的最大值且電路要安全，求滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值范圍_____。

（3）現(xiàn)有兩個(gè)小燈泡“24Ω 1A”和“60Ω 0.5A”來(lái)替換L，兩個(gè)滑動(dòng)變阻器“30Ω 2A”和“100Ω 1A”來(lái)替換R。要求：移動(dòng)變阻器的滑片P，在電路安全使用的情況下，則選“__________”來(lái)替換L，“_____”來(lái)替換R，可使電路中總功率變化量達(dá)到最大。并計(jì)算此時(shí)電路總功率的最大變化量_______--。（寫(xiě)出分析過(guò)程，結(jié)果保留一位小數(shù)）

Answer 1

【答案】18 18Ω~60Ω “24Ω 1A” “100Ω 1A” 8.2W

【解析】

（1）電路是串聯(lián)電路，根據(jù)P=得小燈泡的電阻，燈泡的電壓是：U’L=IR=0.5A×12Ω=6V，電源電壓是：U= U’L+UR=6V+12V=18V；

（2）電路表最大是0.6A，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入的阻值最小，則此時(shí)燈泡的電壓是：

，滑動(dòng)變阻器的電壓：U滑=U-=18V-7.2V=10.8V，

， 電壓表達(dá)到最大，即U’滑=15V，此時(shí)燈泡的電壓是：，電路中的電流是：，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入的電阻最大：，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值范圍18Ω~60Ω；

（3）由題知，應(yīng)選“24Ω 1A”的燈泡代替L，電路電流可達(dá)到最大值0.6A，總功率變化量可以達(dá)到最大；

因?yàn)橐�求總功率變化最大，而電源電壓不變，則電流變化最大，電路是串聯(lián)電路，所以電阻變化量要求最大，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選100Ω 1A” 來(lái)替換R，此時(shí)電路的最大功率是：Pmax=UImax=18V×0.6A=10.8W；

電路總功率的最小值：；所以電路總功率的變化量：P=10.8W-2.6W=8.2W。