Question

12．如圖所示，燈泡R₁的電阻為50Ω、額定功率為2.5W，滑動(dòng)變阻器R₂的最大電阻為200Ω，電源電壓為10V保持不變，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片．不考慮燈泡電阻溫度變化因素，求：
（1）燈泡R₁消耗的最大功率是多少？
（2）電壓表的讀數(shù)變化范圍是多少？

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡R₁與滑動(dòng)變阻器R₂串聯(lián)，電壓表測(cè)R₂兩端的電壓．
（1）當(dāng)滑片位于a端時(shí)，電路為R₁的簡單電路，其消耗的電功率最大，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出最大功率；
（2）當(dāng)滑片位于a端時(shí)電壓表被短路，示數(shù)為0；當(dāng)滑片位于b端時(shí)電壓表的示數(shù)最大，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)歐姆定律求出電壓表的示數(shù)，進(jìn)一步得出答案．

解答 解：由電路圖可知，燈泡R₁與滑動(dòng)變阻器R₂串聯(lián)，電壓表測(cè)R₂兩端的電壓．
（1）當(dāng)滑片位于a端時(shí)，電路為R₁的簡單電路，其消耗的電功率最大，
則燈泡R₁消耗的最大功率：
P₁=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$=$\frac{（10V）^{2}}{50Ω}$=2W；
（2）當(dāng)滑片位于a端時(shí)，電壓表被短路，示數(shù)為0；
當(dāng)滑片位于b端時(shí)，電壓表的示數(shù)最大，
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=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{10V}{50Ω+200Ω}$=0.04A，
電壓表的最大示數(shù)：
U₂=IR₂=0.04A×200Ω=8V，
所以，電壓表的讀數(shù)變化范圍是0V～8V．
答：（1）燈泡R₁消耗的最大功率是2W；
（2）電壓表的讀數(shù)變化范圍是0V～8V．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，要注意燈泡R₁消耗最大功率的判斷．