Question

4．如圖所示的電路中，電源電壓不變，定值電阻R₁=25Ω，滑動變阻器R₂的最大阻值為15Ω，燈泡L上標有“6V 4W”字樣，不考慮燈絲電阻隨溫度的變化，電流表量程為0～0.6A，當只閉合S₁，滑動變阻器滑片P在B端時，電流表的示數(shù)為0.2A，則電源電壓為8V．當只閉合S₂時，要求燈L兩端的電壓不超過額定電壓，電流表的示數(shù)不超過此量程，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P，燈泡L功率的變化范圍是1～3.24W．

Answer 1

分析 （1）當只閉合S₁，電阻R₁與滑動變阻器的最大阻值R₂串聯(lián)，電流表測電路中電流，根據(jù)串聯(lián)電路電阻特點和歐姆定律求出電源的電壓；
（2）當只閉合S₂時，燈泡L與滑動變阻器串聯(lián)，先根據(jù)R=$\frac{{U}^{2}}{P}$求出燈泡的電阻，再根據(jù)I=$\frac{P}{U}$求出燈泡的額定電流與電流表的量程相比較，得出電路的最大電流；由歐姆定律可知當滑動變阻器接入電路的電阻最大時，電路中電流最小，利用電阻的串聯(lián)特點和歐姆定律進一步求出，最后利用P=I²R分別求出燈泡的最大和最小電功率即可求出答案．

解答 解：（1）當只閉合S₁，電阻R₁與滑動變阻器的最大阻值R₂串聯(lián)，
電源的電壓為U=I（R₁+R₂）=0.2A×（25Ω+15Ω）=8V；
（2）當只閉合S₂時，燈泡L與滑動變阻器串聯(lián)，
燈泡的電阻為R_L=$\frac{{U}_{額}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（6V）^{2}}{4W}$=9Ω，
燈泡的額定電流為I_額=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{4W}{6V}$≈0.67A＞0.6A，
所以此時電路的最大電流I_最大=0.6A，
此時燈泡的實際功率最大為P_最大=（I_最大）²R_L=（0.6A）²×9Ω=3.24W；
當滑動變阻器接入電路的電阻最大時，電路中的電流最小為
I_最小=$\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{2}}$=$\frac{8V}{9Ω+15Ω}$=$\frac{1}{3}$A，
此時燈泡的實際功率最小為P_最小=（I_最小）²R_L=（$\frac{1}{3}$A）²×9Ω=1W；
所以燈泡L功率的變化范圍是1～3.24W．
故答案為：8；1～3.24．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定率、電功率的計算，關(guān)鍵是開關(guān)閉合和斷開時電路串并聯(lián)的辨別，難點是燈泡最大和最小實際電流的判斷．