Question

【題目】如圖所示，電源電壓恒為24V，燈泡L上標(biāo)有“12V 6W”字樣，滑動(dòng)變阻器R1的最大阻值為100Ω，電壓表量程為0～15V，電流表量程為0～0．6A，圖中虛線框內(nèi)接有一只20Ω的定值電阻R2（未畫出）．

已知：①閉合S1和S3、斷開(kāi)S2時(shí)，調(diào)節(jié)R1，使其接入電路的阻值為20Ω，此時(shí)電路的總功率為14．4W；

②閉合S1和S2、斷開(kāi)S3，調(diào)節(jié)R1，當(dāng)電壓表的示數(shù)為15V時(shí)，電流表讀數(shù)為0．22A．

（1）燈泡L正常發(fā)光時(shí)的阻值為 Ω，在情形①中，電路的總電阻為 Ω．

（2）請(qǐng)根據(jù)題意在虛線框內(nèi)畫出R2，并使電路完整．

（3）當(dāng)閉合所有開(kāi)關(guān)時(shí)，為保證電路安全，求滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍．

（4）閉合S1和S2，斷開(kāi)S3，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P的過(guò)程中，求小燈泡的最小功率．

Answer 1

【答案】（1）24 40 （2）略 （3）20Ω≤R≤33．3Ω （4）1．012W

【解析】試題分析：（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻。

在情形①中，電路中的電流，電路的總電阻。

（2）R2要么與燈泡串聯(lián)，要么與S3串聯(lián)，要么S3和燈泡串聯(lián)，R2放在干路的位置。如果是與小燈泡串聯(lián)，則閉合S1和S3、斷開(kāi)S2時(shí)，電路的總功率是。如果與S3串聯(lián)， 閉合S1和S2、斷開(kāi)S3，當(dāng)電壓表的示數(shù)為15V時(shí)，燈泡兩端的電壓為9V，此時(shí)燈絲電阻，燈泡沒(méi)有達(dá)到額定狀態(tài)，電阻卻大于額定狀態(tài)時(shí)的電阻，與實(shí)際情況不符，所以S3和燈并聯(lián)，R2放在干路，圖略。

（3）閉合所有開(kāi)關(guān)，燈泡被短路，滑動(dòng)變阻器和R2串聯(lián)。當(dāng)電路中電流為0．6A時(shí)，R2兩端的電壓為12V，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為12V，根據(jù)串聯(lián)分壓原理，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為20Ω。當(dāng)滑動(dòng)變阻器分得電壓為15V時(shí)，R2分得的電壓為9V，根據(jù)串聯(lián)分壓原理，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值是33．3Ω�；瑒�(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍是： 20Ω≤R≤33．3Ω 。

（4）閉合S1和S2，斷開(kāi)S3，在保證電路安全的情況下，電路中的電流越小，小燈泡的功率也越小，而滑動(dòng)變阻器兩端的電壓越大，電壓表示數(shù)為15V時(shí)，電路中的電流最小。燈泡和R2兩端的總電壓為9V，電路中的電流為0．22A，R2兩端的電壓為，燈泡兩端的電壓為4．6V，小燈泡的最小功率為。