Question

【題目】如圖甲所示的電路，電源電壓5V保持不變。小燈泡L標(biāo)有“4V，1.6W”字樣，滑動(dòng)變阻器R1的最大阻值為20Ω，定值電阻R2＝20Ω，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～3V。求：

(1)小燈泡正常工作時(shí)的電阻是多少？

(2)只閉合開關(guān)S、S2和S3，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R1的滑片P使電流表示數(shù)為0.5A時(shí)，此時(shí)滑動(dòng)變阻器R1消耗的電功率是多少？

(3)只閉合開關(guān)S和S1，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R1的滑片P，小燈泡L的I—U圖象如圖乙所示，在保證各元件安全工作的情況下，滑動(dòng)變阻器R1允許的取值范圍是多少？

Answer 1

【答案】(1)10Ω；(2)1.25W；(3)2.5Ω~12Ω

【解析】

本題考查動(dòng)態(tài)電路計(jì)算，根據(jù)歐姆歐姆定律，電功率等知識(shí)分析求解。

(1)燈泡L標(biāo)有“4V，1.6W”字樣表示燈的額定電壓為4V，額定功率為1.6W，根據(jù)，燈的電阻

(2)只閉合開關(guān)S、S2和S3，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R1的滑片P使電流表示數(shù)為0.5A時(shí)，變阻器和R2并聯(lián)，電流表測(cè)總電流，則總電流I＝0.5A，

根據(jù)并聯(lián)電路電壓的規(guī)律和歐姆定律，通過R2的電流

由并聯(lián)電路電流的規(guī)律，通過動(dòng)變阻器R1的電流

滑動(dòng)變阻器R1消耗的電功率是

(3)只閉合開關(guān)S和S1，燈與變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)變阻器的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，根據(jù)P＝UI，燈正常工作時(shí)的電流

電流表量程為0 ~ 0.6A，根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律，電路中的最大電流為I大＝0.4A，此時(shí)燈正常發(fā)光，由歐姆定律和電阻的串聯(lián)規(guī)律，變阻器有最小阻值，由圖乙知，燈泡的電壓為4V，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和歐姆定律，滑動(dòng)變阻器R1的最小阻值

因電壓表的量程為0~3V，電壓表的最大示數(shù)為U大＝3V時(shí)，變阻器連入電路中的電阻最大，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，燈的最低電壓

由圖象可知，此時(shí)通過燈的電流為0.25A，由歐姆定律和串聯(lián)電路電流的規(guī)律，變阻器連入電路中的最大電阻

故滑動(dòng)變阻器R1允許的取值范圍是2.5Ω~12Ω。

答：(1)小燈泡正常工作時(shí)的電阻是10Ω；

(2)只閉合開關(guān)S、S2和S3，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R1的滑片P使電流表示數(shù)為0.5A時(shí)，此時(shí)滑動(dòng)變阻器R1消耗的電功率是1.25W；

(3)在保證各元件安全工作的情況下，滑動(dòng)變阻器R1允許的取值范圍是2.5Ω~12Ω。