Question

一只標有“2.5V　0.5A”的小燈泡和一只規格為“10Ω 1A”的滑動變阻器串聯接在電壓為3伏的電源上，如圖所示．
求（1）正常發光時滑動變阻器接入電路中的阻值；
（2）滑片滑動時，燈泡功率的變化范圍；
（3）若小燈泡的實際功率為0.8W，求滑動變阻器接入電路中的電阻．

Answer 1

解：（1）滑動變阻器上的電壓為：U₁=U-U₀=3V-2.5V=0.5V；
由歐姆定律得：R₁===1Ω．
（2）由歐姆定律得：R===5Ω，當燈泡正常發光時，燈泡的功率最大；
故燈泡的最大功率P₁=UI=2.5V×0.5A=1.25W；
當滑動變阻器全部接入時，R_總=R+R₂=5Ω+10Ω=15Ω．
I₁===0.2A，
則燈消耗的功率P₂=I₁²R=（0.2A）²×5Ω=0.2W．
則功率的范圍為：0.2W～1.25W．
（3）由P=I²R得：I₂===0.4A，
則接入電路的電阻為：R_總'===7.5Ω
則滑動變阻器的接入電阻為：R_總'-R=7.5Ω-5Ω=2.5Ω
答：（1）正常工作時接入電阻為1Ω．（2）燈泡功率變化的范圍為：0.2W～1.25W．（3）滑動變阻器的接入電阻為2.5Ω
分析：（1）正常發光時燈泡的電壓為2.5V，電流為0.5A，則由串聯電路中的規律可由歐姆定律求得滑動變阻器的阻值．
（2）滑片滑動時，滑動變阻器的阻值為0～10Ω，則可分別求得電阻為0和10Ω時的燈泡的功率，即為燈泡功率的變化范圍．
（3）由小燈泡的實際功率可求得電流，由歐姆定律可求得接入電路中的電阻．
點評：本題考查滑動變阻器對電路的影響，要學會分析計算其電阻對功率的影響．