Question

4．如圖所示的電路中，若電源電壓為4.5V，燈L標(biāo)有“3V 0.9W”、滑動(dòng)變阻器R上標(biāo)有“35Ω  1A”的字樣，電壓表量程為0～3V，則燈L正常工作時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為5Ω，為了保證電路中各元件安全工作，若小燈泡的電阻不變，在此電路中小燈泡工作時(shí)的最小功率為0.225W．

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡L與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器R兩端的電壓．
（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和P=UI求出電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值；
（2）根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻，當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時(shí)，燈泡的功率最小，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出燈泡L兩端的電壓，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出燈泡的最小功率．

解答 解：電路圖可知，燈泡L與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器R兩端的電壓．
（1）因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且燈泡正常發(fā)光，
所以，由P=UI可得，電路中的電流：
I=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{0.9W}{3V}$=0.3A，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，變阻器R兩端的電壓：
U_R=U-U_L=4.5V-3V=1.5V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，變阻器接入電路中的電阻：
R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{1.5V}{0.3A}$=5Ω；
（2）燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{I}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω，
當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時(shí)，燈泡的功率最小，此時(shí)燈泡L兩端的電壓：
U_L′=U-U_R′=4.5V-3V=1.5V，
燈泡的最小功率：
P_L′=$\frac{（{U}_{L}′）^{2}}{{R}_{L}}$=$\frac{（1.5V）^{2}}{10Ω}$=0.225W．
故答案為：5；0.225．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是燈泡最小功率的判斷，要注意燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等．