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【題目】如圖所示,電源電壓恒為24V,燈泡L上標有“12V 6W”字樣,滑動變阻器R1的最大阻值為100Ω,電壓表量程為015V,電流表量程為006A,圖中虛線框內接有一只20Ω的定值電阻R2(未畫出).

已知:閉合S1S3、斷開S2時,調節R1,使其接入電路的阻值為20Ω,此時電路的總功率為144W

閉合S1S2、斷開S3,調節R1,當電壓表的示數為15V時,電流表讀數為022A

1)燈泡L正常發光時的阻值為 Ω,在情形中,電路的總電阻為 Ω

2)請根據題意在虛線框內畫出R2,并使電路完整.

3)當閉合所有開關時,為保證電路安全,求滑動變阻器接入電路的阻值范圍.

4)閉合S1S2,斷開S3,移動滑動變阻器的滑片P的過程中,求小燈泡的最小功率.

【答案】(124 40 2)略 (320Ω≤R≤3341012W

【解析】試題分析:(1)燈泡正常發光時的電阻

在情形中,電路中的電流,電路的總電阻

2R2要么與燈泡串聯,要么與S3串聯,要么S3和燈泡串聯,R2放在干路的位置。如果是與小燈泡串聯,則閉合S1S3、斷開S2時,電路的總功率是。如果與S3串聯, 閉合S1S2、斷開S3,當電壓表的示數為15V時,燈泡兩端的電壓為9V,此時燈絲電阻,燈泡沒有達到額定狀態,電阻卻大于額定狀態時的電阻,與實際情況不符,所以S3和燈并聯,R2放在干路,圖略。

3)閉合所有開關,燈泡被短路,滑動變阻器和R2串聯。當電路中電流為06A時,R2兩端的電壓為12V,滑動變阻器兩端的電壓為12V,根據串聯分壓原理,滑動變阻器接入電路的阻值為20Ω。當滑動變阻器分得電壓為15V時,R2分得的電壓為9V,根據串聯分壓原理,滑動變阻器接入電路的阻值是33。滑動變阻器接入電路的阻值范圍是: 20Ω≤R≤33

4)閉合S1S2,斷開S3,在保證電路安全的情況下,電路中的電流越小,小燈泡的功率也越小,而滑動變阻器兩端的電壓越大,電壓表示數為15V時,電路中的電流最小。燈泡和R2兩端的總電壓為9V,電路中的電流為022AR2兩端的電壓為,燈泡兩端的電壓為46V,小燈泡的最小功率為

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