Question

【題目】如圖甲所示的電路中，電源電壓保持不變，燈L上有“6V”的字樣，通過(guò)燈泡的電流隨其兩端電壓變化的關(guān)系如圖乙所示，R1標(biāo)有“20Ω 1A”的字樣，電壓表量程為0～3 V，電流表量程為0～3 A，當(dāng)S、S1、S2 均閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片P置于b端時(shí)，燈L正常發(fā)光，電流表示數(shù)為1.4 A，電源電壓為____V 此電路在保證安全的情況下工作時(shí)，總功率的變化范圍為__________W。

Answer 1

【答案】6 2.4W~8.4

【解析】

[1]當(dāng)S、S1，S2均閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片置于b端時(shí)，燈與R2并聯(lián)，電流表測(cè)干路電路，因燈L正常發(fā)光，故電源電壓是6V。

[2]由圖乙可知，燈泡兩端的電壓為6V時(shí)，通過(guò)它的電流為0.6A，由并聯(lián)電路電流的規(guī)律可知，通過(guò)R2的電流

I2=I-IL=1.4A-0.6A=0.8A

R2==7.5Ω

由P=可知在電源電壓不變時(shí)，電路的電阻越大，功率越小，根據(jù)并聯(lián)電阻的總電阻小于其中任一個(gè)電阻，故當(dāng)兩電阻并聯(lián)，電路的總電阻最小，此時(shí)的電流最大為1.4A，故電路的最大功率為

P大=UI=6V×1.4A=8.4W

串聯(lián)電阻其中大于任一個(gè)電阻，電壓表最大示數(shù)為3V，由串聯(lián)電路的規(guī)律，R2或燈的電壓為

6V-3V=3V

由圖乙可知，燈泡兩端的電壓為3V時(shí)，通過(guò)它的電流0.5A，燈泡的電阻

RL==6Ω

由分壓原理，R1的電阻與R2的電阻相等，因

R2=7.5Ω＞6Ω

故當(dāng)變阻器與R2串聯(lián)時(shí)，電路的總電阻最大為

R串聯(lián)=7.5Ω+7.5Ω=15Ω

故最小功率為

P小==2.4W

工作總功率的變化范圍為2.4W~8.4W。