Question

【題目】如圖所示，電源電壓恒為20V．燈泡L上標(biāo)有“12V 6W”字樣，電流表量程為0～0．6A，電壓表量程為0～15V．當(dāng)滑動變阻器R的滑片P在B點(diǎn)，且RAB=R時(shí)，只閉合S和S1，燈泡L恰好正常發(fā)光．當(dāng)只閉合S和S2，滑動變阻器R的滑片P分別在中點(diǎn)O和B點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)之比UAO：UAB=3：2．（不考慮溫度對燈絲電阻的影響）求：

（1）滑動變阻器R的最大電阻值；

（2）當(dāng)滑動變阻器R的滑片P在中點(diǎn)O時(shí)，只閉合S和S1，電壓表的示數(shù)是多少？

（3）當(dāng)只閉合S和S2，在保證電路安全的情況下，電阻R0消耗電功率最小時(shí)，滑動變阻器R消耗的電功率是多少？

Answer 1

【答案】（1）80Ω （2）12．5V （3）2．8125W

【解析】試題分析：解：（1）只閉合S和S1，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)；

當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，由P=UI可知，電路電流：

由串聯(lián)電路電壓規(guī)律和歐姆定律可知，滑動變阻器接入電路的阻值：

因?yàn)?/span>RAB=R，所以R=5RAB=5×16Ω=80Ω；

（2）只閉合S和S1，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，電壓表測量滑動變阻器兩端電壓；

由可知，

燈絲的阻值 ：

此時(shí)電路中的電流：

由歐姆定律可知，電壓表的示數(shù)：UAB=IRAB=0．3125A××80Ω=12．5V；

（3）當(dāng)只閉合S和S2，R0與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測量滑動變阻器兩端電壓；

當(dāng)滑片在B點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)：

當(dāng)滑片在O點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)：

因?yàn)?/span>UAO：UAB=3：2，所以

解之：R0=20Ω；

當(dāng)滑動變阻器接入電路阻值最大時(shí)，電路電流最小，則最小電流：

此時(shí)電壓表示數(shù)：UR=I最小×R=0．2A×80Ω=16V＞15V，因此當(dāng)電壓表示數(shù)為15V時(shí)，電路電流最小，此時(shí)R0消耗的功率最��；

故電阻R0消耗電功率最小時(shí)，滑動變阻器R消耗的電功率：

答：（1）滑動變阻器R的最大電阻值為80Ω；

（2）當(dāng)滑動變阻器R的滑片P在中點(diǎn)O時(shí)，只閉合S和S1，電壓表的示數(shù)是12．5V；

（3）當(dāng)只閉合S和S2，在保證電路安全的情況下，電阻R0消耗電功率最小時(shí)，滑動變阻器R消耗的電功率是2．8125W。