Question

【題目】如圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的調(diào)光臺燈電路圖，R是滑動(dòng)變阻器，R0為4Ω的定值電阻，燈泡L上標(biāo)有“12V 9W”的字樣，電源電壓恒定不變。當(dāng)S閉合，S1撥至“1”位置時(shí)，L正常發(fā)光，當(dāng)S閉合，S1撥至“2”位置，調(diào)節(jié)滑片P使滑動(dòng)變阻器接入電阻為滑動(dòng)變阻器總阻值的三分之一時(shí)，燈泡L的實(shí)際功率為4W。不考慮溫度對燈絲電阻的影響，求：

(1)小燈泡L的額定電流及正常工作時(shí)的電阻；

(2)電源電壓：

(3)滑動(dòng)變阻器的最大阻值；

(4)小燈泡L能調(diào)節(jié)到的最小電功率。

Answer 1

【答案】(1) 0.75A；(2) 15V；(3) 30Ω；(4)1.44W

【解析】

(1)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流

IL==0.75A

燈泡的電阻為

RL==16Ω

(2)當(dāng)S閉合，S1撥至“1”位置時(shí)，R0與L串聯(lián)，由于L正常發(fā)光，則

I0=IL=0.75A

R0兩端的電壓

U0=I0R0=0.75A×4Ω=3V

電源的電壓

U=UL+U0=12V+3V=15V

(3)當(dāng)S閉合，S1撥至“2”位置，R、R0、L串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器接入電阻為其總阻值的三分之一時(shí)，燈泡L的實(shí)際功率為4W，電路中的電流

電路的總電阻

R總==30Ω

滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻

R=R總-R0-RL=30Ω-4Ω-16Ω=10Ω

所以滑動(dòng)變阻器的最大阻值為

R最大=3R=3×10Ω=30Ω

(4)當(dāng)S閉合，S1撥至“2”位置，且滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)，電路中的電流最小，燈泡的功率最小，則電路中的最小電流為

I小= =0.3A

小燈泡L的最小電功率

PL小=I小2RL=(0.3A)2×16Ω=1.44W

答：(1)小燈泡L的額定電流為0.75A；

(2)電源電壓為15V；

(3)滑動(dòng)變阻器的最大阻值為30Ω；

(4)小燈泡L能調(diào)節(jié)到的最小電功率為1.44W。