Question

【題目】如圖甲所示，電源電壓恒定，小燈泡L上標(biāo)有“6V 3W”字樣，且燈絲電阻不隨溫度變化，R0=20Ω，滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為100Ω．求：
（1）小燈泡的電阻．
（2）只閉合S1 ， 移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P，變阻器兩端電壓與其連入電路的電阻關(guān)系如圖乙所示；當(dāng)滑片置于某點(diǎn)a時(shí)，電壓表示數(shù)Ua=8V．求此時(shí)電流表示數(shù)及電源電壓．
（3）已知電壓表量程為0～15V，電流表量程為0～0.6A，在保證電路安全的情況下，只閉合S2 ， 電路總功率的變化范圍．

Answer 1

【答案】
（1）解：由P= 可得，小燈泡的電阻：RL= = =12Ω
（2）解：當(dāng)只閉合S1時(shí)，R0與R串聯(lián)；由圖乙可知，R兩端電壓為UR=8V時(shí)，R=16Ω，

電路中的電流：I= = =0.5A，

所以電源電壓為U總=I（R0+R）=0.5A×（20+16）Ω=18V

（3）解：只閉合S、S2時(shí)，L與變阻器R串聯(lián)，電壓表測(cè)R兩端電壓，電流表測(cè)電路中的電流，

由P=UI可得，燈泡的額定電流：

I額= = =0.5A；

電流表量程0～0.6A，因?yàn)榇��?lián)電路中電流處處相等，所以電路中最大電流為：I最大=I額=0.5A；

則電路消耗的最大功率：P最大=UI最大=18V×0.5A=9W；

電壓表量程0～15V，當(dāng)變阻器R兩端電壓最大為15V時(shí)，燈泡分得的電壓最小，電路中電流最小，電路消耗的功率最�。�

燈泡兩端的最小電壓：UL小=U﹣UR大=18V﹣15V=3V，

由串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律可得，電路中的最小電流：

I小= = =0.25A，

所以電路消耗的最小功率：P小=UI小=18V×0.25A=4.5W；

綜上所述，電路消耗總功率的變化范圍是4.5W～9W

【解析】（1）根據(jù)燈泡銘牌，由P= 計(jì)算小燈泡的電阻值；（2）只閉合S1 ， R0與R串聯(lián)，電壓表測(cè)R兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，由圖乙讀出電壓表示數(shù)Ua=8V時(shí)R的阻值，利用歐姆定律求出電流，利用電阻的串聯(lián)求出電路中的總電阻，根據(jù)歐姆定律可求出電源電壓；（3）只閉合S2時(shí)，L與變阻器R串聯(lián)，電壓表測(cè)R兩端電壓，電流表測(cè)電流中電流，由燈泡的額定電流和電流表量程確定電路中最大電流，由P=UI計(jì)算電路的最大功率；當(dāng)電壓表示數(shù)最大時(shí)，燈泡兩端的電壓最小，電路中電流最小，所以需根據(jù)電壓表量程確定電路中最小電流，由此計(jì)算電路的最小功率，則可得電路消耗總功率的變化范圍．
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了歐姆定律及其應(yīng)用和電功率的計(jì)算公式的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，需要掌握歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過的電流就越�。�（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；計(jì)算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計(jì)算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R才能正確解答此題．