Question

【題目】如圖所示，電源電壓恒為18V，燈泡L上標(biāo)有“10V 5W”字樣，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～15V，滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為200Ω，定值電阻R0=20Ω．求：
（1）燈泡L正常發(fā)光時(shí)通過的電流．
（2）只閉合S和S2 ， 且滑動(dòng)變阻器的滑片P置于中點(diǎn)位置時(shí)，燈泡的實(shí)際功率．
（3）只閉合S和S1 ， 在保證電路安全的情況下，求滑動(dòng)變阻器連入的阻值范圍．

Answer 1

【答案】
（1）解：由P= 得，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻RL=20Ω

燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電流：IL= = =0.5A；

（2）解：只閉合S和S2，P置于中點(diǎn)位置時(shí)，L與 R串聯(lián)

連入電阻： R= ×200Ω=100Ω

電路中的電流：I= = =0.15 A

燈泡的實(shí)際功率：RL=I2RL=（0.15 A）2×20Ω=0.45 W；

（3）解：當(dāng)只閉合S和S1時(shí)，R0與R串聯(lián)，當(dāng)電路中的電流最大為0.6A時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入阻值最小；

由I= 得此時(shí)電路的總電阻為：

R小= = =30Ω；

由串聯(lián)電路的電阻規(guī)律可知，滑動(dòng)變阻器的最小電阻為：R滑小=R小﹣R0=30Ω﹣20Ω=10Ω；

根據(jù)串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可知，電阻越大，分擔(dān)的電壓越大；電壓表的量程為0﹣15V，電壓表最大示數(shù)為15V時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知，此時(shí)R0兩端的電壓為：U0=18V﹣15V=3V；

此時(shí)電路中的電流為：I'= = =0.15A；

由I= 得此時(shí)滑動(dòng)變阻器的最大電阻為：

R滑大= = =100Ω．

滑動(dòng)變阻器連入的阻值范圍：10Ω﹣﹣100Ω．

【解析】（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的功率和額定功率相等，根據(jù)P= 求出燈泡的電阻，利用歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流；（2）只閉合S和S2 ， 且滑動(dòng)變阻器的滑片P置于中點(diǎn)位置時(shí)，L與 R串聯(lián)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，利用P=I2R求出燈泡的實(shí)際功率；（3）為了保護(hù)電路，通過電流表的最大電流為0.6A，電壓表的最大示數(shù)為15V；根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的電流、電壓、電阻規(guī)律求出滑動(dòng)變阻器的電阻范圍．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解歐姆定律及其應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)，掌握歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）．