Question

【題目】如圖所示的電路中。電源電壓恒為4.5V，電壓表的量程為0～3V，電流表的量程為0～0.6A，滑動變阻器的規格為“20Ω 1.5A”，小燈泡上標有“2.5V 1.25W”字樣（小燈泡的電阻值隨溫度變化忽略不計）。求：

（1）小燈泡正常發光60s消耗的電能；

（2）小燈泡正常發光時的電阻；

（3）在兩電表的示數均不能超過所選量程、燈泡兩端電壓不超過額定電壓和不損壞其它元件的情況下，滑動變阻器允許連入電路的阻值范圍。

Answer 1

【答案】（1）75J；（2）5Ω；（3）4Ω～10Ω

【解析】（1）根據小燈泡上標有“2.5V 1.25W”字樣，由P=W/t可得：小燈泡正常發光60s消耗的電能，由W=Pt可得：W=1.25W×60s=75J；（2）小燈泡正常發光時，由P=UI，I=U/R可得： P=U2/R，小燈泡正常發光時的電阻：R=U2/P=（2.5V）2/1.25W=5Ω；（2）由圖R與L串聯，電壓表測R兩端電壓，由題，滑動變阻器允許通過最大電流1.5A，燈泡額定電流I=P/U=1.25W/2.5V=0.5A，電流表的量程為0～0.6A,由串聯電路電流處處相等可知，電路最大電流等于燈泡額定電流，即Imax=0.5A,由串聯電路特點和歐姆定律可知此時滑動變阻器接入電路的阻值最小：R滑最小=（UU額）/Imax=（4.52.5）V/0.5A=4Ω，若電壓表量程為0～3V，電壓表最大示數是3V，此時電路電流：I′=（UUR）/RL=（4.53）V/5Ω=0.3A，由歐姆定律可知，此時滑動變阻器接入電路的阻值：R滑最大=UR/I′=3V/0.3A=10Ω，則滑動變阻器接入電路的阻值范圍是：4Ω～10Ω。