Question

【题目】如图甲所示的电路，电流表的量程为 0～0.6A、电压表的量程为 0~3V。滑动变阻器 R 的最大阻值是 20Ω。L 是额定电流为 0.5A 的小灯泡。图乙为小灯泡的电流随电压变化的图象。闭合开关 S，适当调节滑动变阻器的滑片。当灯泡正常发光时，电压表示数为 2V。求：

（1）灯泡正常发光时的电阻_____；

（2）在电路安全的情况下，电路消耗的最大总功率___；

（3）在电路安全的情况下，滑动变阻器连入电路的阻值范围____。

Answer 1

【答案】5Ω2.25W4Ω～7.5Ω

【解析】

由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流。(1)灯泡正常发光时的电流IL＝0.5A,由图乙可知,此时灯泡两端的电压UL＝2.5V，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压：U＝UL+UR＝2.5V+2V＝4.5V，由I＝可得，灯泡正常发光时的电阻：RL＝＝＝5Ω， (2)因串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光时的电流为0.5A，电流表的量程为0.6A，所以，电路中的最大电流I＝0.5A，此时电路消耗的总功率最大，则P大＝UI＝4.5V×0.5A＝2.25W，（3） 此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，则R小＝＝＝4Ω，当电压表的示数U′R＝3V时，变阻器接入电路中的电阻最大，此时灯泡两端的电压：U′L＝UU′R＝4.5V3V＝1.5V，由图乙可知,此时电路中的电流I′＝0.4A，则滑动变阻器接入电路中的最大阻值：R大＝＝＝7.5Ω，所以，在电路安全的情况下，滑动变阻器连入电路的阻值范围是4Ω7.5Ω.