Question

（2013?建鄴區(qū)一模）如圖是調(diào)節(jié)燈泡亮度的電路，電源電壓恒為4.5V，電壓表量程為“0～3V”，滑動(dòng)變阻器規(guī)格是“20Ω 1A”，燈泡L標(biāo)有“2.5V  1.25W”字樣（忽略燈絲電阻變化）．在不損壞電路元件的情況下，滑動(dòng)變阻器允許接入電路的阻值范圍是

4Ω≤R≤10Ω

，該電路的最大功率是

2.25

W．

Answer 1

分析：（1）①知道燈泡的額定電壓和額定功率，求出燈泡額定電流，即求出電路的最大電流，求出電路的最小電阻；知道燈泡的額定電壓和額定功率，求出燈泡的電阻，求出滑動(dòng)變阻器的最小電阻．
②知道滑動(dòng)變阻器的最大電壓，又知道電源電壓，求出燈泡的最小電壓，知道燈泡的電阻，求出燈泡的最小電流，求出電路的最大電阻，求出滑動(dòng)變阻器的最大電阻．
（2）知道電路的最大電流和總電壓，根據(jù)P=UI求出電路的最大功率．

解答：解：（1）①由已知：燈的最大電流：I_額=

P額

U額

=

1.25W

2.5V

=0.5A，
因?yàn)镽、L和電流表串聯(lián)，所以電路中的最大電流為：I_max=I_額=0.5A．
電路中的最小電阻為：R_總最小=

U總

Imax

=

4.5V

0.5A

=9Ω，
∵燈的電阻：R_燈=

U額

I額

=

2.5V

0.5A

=5Ω，
滑動(dòng)變阻器的電壓最小電阻為：
R_滑最小=R_總最小-R_燈=9Ω-5Ω=4Ω．
②因?yàn)殡妷罕淼牧砍虨?～3V，測量的是滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，
所以滑動(dòng)變阻器的電壓最大值為U_滑最大=3V，此時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值最大，電路中的電流最小：
I_min=I_燈=

U燈

R燈

=

U總-U滑最大

R燈

=

4.5V-3V

5Ω

=0.3A，
∴滑動(dòng)變阻器的最大值為：R_滑最大=

U滑最大

Imin

=

3V

0.3A

=10Ω．
所以滑動(dòng)變阻器阻值變化的范圍是4Ω≤R≤10Ω．
（2）電路的最大功率為
P_總最大=U_總×Imax=4.5V×0.5A=2.25W．
答：（1）滑動(dòng)變阻器阻值變化的范圍是4Ω≤R≤10Ω；
（2）該電路的最大功率是2.25W．

點(diǎn)評(píng)：本題利用燈泡的額定功率和額定電壓求出額定電流，來確定電路的最大電流，來確定最小電阻，求出滑動(dòng)變阻器的最小電阻；利用滑動(dòng)變阻器的最大電壓，確定燈泡的最小電壓，確定燈泡的最小電流，確定電路的最大電阻，求出滑動(dòng)變阻器的最大電阻；以上兩個(gè)部分是解決本題的關(guān)鍵．