Question

【題目】如圖甲所示，電源電壓恒為18V，燈泡L上標(biāo)有“10V 5W”字樣，電流表量程為0~0.6A，電壓表量程為0~15V，滑動變阻器R的最大阻值為200Ω，當(dāng)只閉合S和S1，移動滑動變阻器的滑片P時，它兩端的電壓與其接入電路的電阻關(guān)系如圖乙所示。當(dāng)滑動變阻器接入電路的阻值由R1增大到4R1時，定值電阻R0的電功率變化了5.4W，求：

（1）燈泡L正常發(fā)光時通過的電流。

（2）只閉合S和S2，且滑動變阻器的滑片P置于中點位置時，燈泡的實際功率；

（3）只閉合S和S1，在保證電路安全的情況下，當(dāng)電阻R0消耗電功率最小時，滑動變阻器R消耗的電功率。

Answer 1

【答案】（1）0.5A （2）0.45W （3） 2.25W

【解析】試題分析：（1）燈泡L正常發(fā)光時通過的電流;

燈泡的電阻：

（2） 只閉合S和S2，且滑動變阻器的滑片P置于中點位置時，燈泡與滑動變阻器組成串聯(lián)電路，滑動變阻器的阻值為100Ω，電路中的總電阻R總=100Ω+20Ω=120Ω

此時通過燈泡的電流

燈泡的實際功率

（3） 只閉合S和S1，定值電阻R0與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓，

當(dāng)滑動變阻器兩端電壓為U1時，電路中的電流為,總電阻為R1+R0，可得;

當(dāng)滑動變阻器兩端電壓為2U1時，電路中的電流為,總電阻為4R1+R0，可得

故即

解得R1=

當(dāng)滑動變阻器接入電路的阻值由R1增大到4R1時，定值電阻R0的電功率變化了5.4W由可得

解得R0=20Ω

電壓表量程為0~15V，當(dāng)電壓表的示數(shù)為15V時，滑動變阻器兩端電壓最大，R0兩端的電壓最小，此時

定值電阻兩端的電壓：U0=U-U1=18V-15V=3V，

電路中的電流＜0.6A,不會燒壞電流表，可以保證電路安全；

滑動變阻器R消耗的電功率PR=U2I0=15V×0.15A=2.25W.

答;燈泡L正常發(fā)光時通過的電流為0.5A；

只閉合S和S2，且滑動變阻器的滑片P置于中點位置時，燈泡的實際功率為0.45W；

只閉合S和S1，在保證電路安全的情況下，當(dāng)電阻R0消耗電功率最小時，滑動變阻器R消耗的電功率為2.25W。