Question

20．如圖所示的電路中，電源電壓為6V，電壓表的量程為0-3V，電流表的量程為0-0.6A，滑動變阻器的規格為“20Ω  1A”，燈泡標有“5V 2.5W”字樣．閉合開關，將滑動變阻器的滑片移到阻值最大的位置，這時通過燈泡的電流為0.2A；若要求兩電表的示數均不超過所選量程，燈泡兩端電壓不允許超過額定值，則該電路能消耗的最大功率為1.8W．（不考慮燈絲電阻的變化）

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出燈泡的電阻，將滑動變阻器的滑片移到阻值最大的位置時，根據電阻的串聯和歐姆定律求出電路中的電流即為通過L的電流；
（2）由燈泡的額定電壓5V大于電壓表的量程3V，則電壓表的示數最大時電路中的電流最大，根據歐姆定律求出電路中的最大電流，利用P=UI求出該電路能消耗的最大功率．

解答 解：
由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（5V）^{2}}{2.5W}$=10Ω，
將滑動變阻器的滑片移到阻值最大的位置時，
因串聯電路中總電阻等于各分電壓之和，且各處的電流相等，
所以，通過燈泡的電流：
I=$\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{滑}}$=$\frac{6V}{10Ω+20Ω}$=0.2A；
（2）因燈泡的額定電壓5V大于電壓表的量程3V，
所以，當電壓表的示數U_L′=3V時，電路中的電流最大，
則電路中的最大電流：
I_大=$\frac{{U}_{L}′}{{R}_{L}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A，
則該電路能消耗的最大功率：
P_大=UI_大=6V×0.3A=1.8W．
故答案為：0.2；1.8．

點評 本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用，正確的判斷出電路中的最大電流是關鍵．