Question

【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0～15V，電流表量程為0～0．6A，圖中虛線框內接有一只20Ω的定值電阻R2（未畫出）．

已知：①閉合S1和S3、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14．4W；

②閉合S1和S2、斷開S3，調節R1，當電壓表的示數為15V時，電流表讀數為0．22A．

（1）燈泡L正常發光時的阻值為 Ω，在情形①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S1和S2，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．

Answer 1

【答案】（1）24 40 （2）略 （3）20Ω≤R≤33．3Ω （4）1．012W

【解析】試題分析：（1）燈泡正常發光時的電阻。

在情形①中，電路中的電流，電路的總電阻。

（2）R2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S1和S3、斷開S2時，電路的總功率是。如果與S3串聯， 閉合S1和S2、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0．6A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33．3Ω。滑動變阻器接入電路的阻值范圍是： 20Ω≤R≤33．3Ω 。

（4）閉合S1和S2，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0．22A，R2兩端的電壓為，燈泡兩端的電壓為4．6V，小燈泡的最小功率為。