Question

【題目】如圖所示電路，電源電壓和燈泡L阻值均保持不變，電流表的量程為0~0．6A,電壓表的量程為0~15 V，燈泡L標有“12V 6W”字樣，定值電阻R0=18Ω。只閉合開關S、S2，，當滑動變阻器滑片P移到中點時，電壓表示數為3V；當滑動變阻器滑片P移到最右端時，電壓表示數為5V。求：

（1）燈泡L的電阻值；

（2）電源電壓；

（3）只閉合S和S1，移動滑動變阻器的滑片P時，若兩 電表的示數均不超過量程，電路消耗的總功率的范圍。

Answer 1

【答案】（1）24Ω；（2）15V；（3）7．5W~9W

【解析】試題分析：（1）根據公式P=UI得，燈泡的額定電流：I額=P額/U額=6W/12V=0．5A，根據公式I=U/R得，燈泡的電阻R=U額/I額=12V/0．5A=24Ω；（2）設電源電壓為U，滑動變阻器的最大阻值為R，當P在中點時，燈泡L與R串聯：（U-3V）：RL=3V：1/2R----，當P在最右端時，燈泡L與R串聯：（U-5V）：RL=5V：R------，聯立解得：U=15V；將RL=24Ω代入得，R=12Ω；（3）只閉合S和S1時，定值電阻R0與R串聯，當R=12Ω時，電路消耗的總功率取最小值，此時電路中電流的最小值： I=U/（R0+R）=15V/（18Ω+12Ω）=0．5A，總功率的最小值：P= UI=15V×0．5A=7．5W，當電流表取0．6A時，電路消耗的總功率取最大值， 總功率的最大值P’=UI’=15V×0．6A=9W。