Question

【題目】如圖所示，將標(biāo)有“2.5V 0.625W”字樣的小燈泡接入電源電壓4.5V（電壓保持不變）電路中，為調(diào)節(jié)燈泡亮度，在電路中串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器，兩個(gè)電壓表的量程都是3V。

（1）移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，使小燈泡正常發(fā)光，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是多大？

（2）在小燈泡正常發(fā)光的情況下，通電5分鐘，滑動(dòng)變阻器消耗的電能是多少？

（3）為保證兩個(gè)電壓表兩端的電壓不超過(guò)3V，小燈泡兩端的電壓不超過(guò)額定電壓的情況下，滑動(dòng)變阻器允許的取值范圍是多少？（假定燈絲電阻保持不變）

Answer 1

【答案】（1）10Ω（2）150J（3）8Ω～20Ω

【解析】

由電路圖可知，燈泡L與滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)，電壓表V1測(cè)L兩端的電壓，電壓表V2測(cè)R兩端的電壓。

（1）．由 可得，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻：

；

（2）．因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且小燈泡正常發(fā)光， 所以，電路中的電流：

，

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和， 所以，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：

，

則通電5分鐘，滑動(dòng)變阻器消耗的電能：

；

（3）．為保證兩個(gè)電壓表兩端的電壓不超過(guò)3V，小燈泡兩端的電壓不超過(guò)額定電壓的情況下， 當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，電路中的電流最大，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小，則；

當(dāng)電壓表V2的示數(shù)UR大=3V時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大， 此時(shí)燈泡兩端的電壓：

，

此時(shí)電路中的電流：

；

即

，

解得：R大=20Ω，

所以，滑動(dòng)變阻器允許的取值范圍是8Ω～20Ω。

答：（1）．燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是10Ω；

（2）．在小燈泡正常發(fā)光的情況下，通電5分鐘，滑動(dòng)變阻器消耗的電能是150J；

（3）．滑動(dòng)變阻器允許的取值范圍是8Ω～20Ω。