Question

【題目】如圖所示，電源電壓恒為18V，燈泡L上標有“10V 5W”字樣，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～15V，滑動變阻器R的最大阻值為200Ω，定值電阻R0=20Ω．求：
（1）燈泡L正常發光時通過的電流．
（2）只閉合S和S2 ， 且滑動變阻器的滑片P置于中點位置時，燈泡的實際功率．
（3）只閉合S和S1 ， 在保證電路安全的情況下，求滑動變阻器連入的阻值范圍．

Answer 1

【答案】
（1）解：由P= 得，燈泡正常發光時的電阻RL=20Ω

燈泡L正常發光時的電流：IL= = =0.5A；

（2）解：只閉合S和S2，P置于中點位置時，L與 R串聯

連入電阻： R= ×200Ω=100Ω

電路中的電流：I= = =0.15 A

燈泡的實際功率：RL=I2RL=（0.15 A）2×20Ω=0.45 W；

（3）解：當只閉合S和S1時，R0與R串聯，當電路中的電流最大為0.6A時，滑動變阻器連入阻值最小；

由I= 得此時電路的總電阻為：

R小= = =30Ω；

由串聯電路的電阻規律可知，滑動變阻器的最小電阻為：R滑小=R小﹣R0=30Ω﹣20Ω=10Ω；

根據串聯電路的分壓規律可知，電阻越大，分擔的電壓越大；電壓表的量程為0﹣15V，電壓表最大示數為15V時，滑動變阻器接入電路的電阻最大，根據串聯電路的電壓規律可知，此時R0兩端的電壓為：U0=18V﹣15V=3V；

此時電路中的電流為：I'= = =0.15A；

由I= 得此時滑動變阻器的最大電阻為：

R滑大= = =100Ω．

滑動變阻器連入的阻值范圍：10Ω﹣﹣100Ω．

【解析】（1）燈泡正常發光時的功率和額定功率相等，根據P= 求出燈泡的電阻，利用歐姆定律求出燈泡正常發光時的電流；（2）只閉合S和S2 ， 且滑動變阻器的滑片P置于中點位置時，L與 R串聯，根據電阻的串聯和歐姆定律求出電路中的電流，利用P=I2R求出燈泡的實際功率；（3）為了保護電路，通過電流表的最大電流為0.6A，電壓表的最大示數為15V；根據歐姆定律和串聯電路的電流、電壓、電阻規律求出滑動變阻器的電阻范圍．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解歐姆定律及其應用的相關知識，掌握歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）．