Question

（2011?營口）如右圖小紅在做電學實驗時，電源電壓為4.5V，電壓表量程為0～3V，電流表量程為0～0.6A，滑動變阻器規格為“20Ω　1.5A”，小燈泡的規格為“2V　1W”（不考慮燈絲電阻與溫度的關系），在不損壞各元件的情況下，電路中的最大電流是

0.5

A，滑動變阻器連入的最小電阻是

5

Ω，燈泡的最小功率是

0.5625

W．

Answer 1

分析：由電路圖可知，燈泡L與滑動變阻器串聯，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流；根據I=

P

U

求出燈泡正常工作時的電流，再根據歐姆定律求出燈泡的電阻；再結合電流表的量程確定電路中的最大電流，然后根據歐姆定律求出電路中的總電阻，再根據串聯電路的電阻特點求出滑動變阻器接入電路的最小電阻值；當電壓表的示數為3V時燈泡的電功率最小，先根據串聯電路的電壓特點求出燈泡兩端的電壓，利用歐姆定律求出電路中的電流，再根據P=UI求出燈泡的最小功率．

解答：解：燈泡正常工作電流：I_L=

PL

UL

=

1W

2V

=0.5A＜0.6A，故電路中的最大電流為0.5A；
燈泡的電阻為R_L=

UL

IL

=

2V

0.5A

=4Ω；
此時電路中的總電阻為R=

U

IL

=

4.5V

0.5A

=9Ω；
滑動變阻器接入電路的最小電阻為R_最小=R-R_L=9Ω-4Ω=5Ω；
當電壓表的示數為3V時燈泡的電功率最小，
此時燈泡兩端的電壓為U_L′=U-U_P=4.5V-3V=1.5V，
電路中的電流為I=

UL′

RL

=

1.5V

4Ω

=0.375A，
燈泡的最小功率為P_L最小=I²R_L=（0.375A）²×4Ω=0.5625W．
故答案為：0.5；5；0.5625W．

點評：解決此題要考慮到各個方面，兩表不要超過量程，還要燈泡正常工作．更值的注意的是當滑動變阻器兩端的電壓為3V時，滑動變阻器消耗的功率最大．