Question

【题目】如图所示，电源电压恒为24V，灯泡L上标有“12V 6W”字样，滑动变阻器R1的最大阻值为100Ω，电压表量程为0～15V，电流表量程为0～0．6A，图中虚线框内接有一只20Ω的定值电阻R2（未画出）．

已知：①闭合S1和S3、断开S2时，调节R1，使其接入电路的阻值为20Ω，此时电路的总功率为14．4W；

②闭合S1和S2、断开S3，调节R1，当电压表的示数为15V时，电流表读数为0．22A．

（1）灯泡L正常发光时的阻值为 Ω，在情形①中，电路的总电阻为 Ω．

（2）请根据题意在虚线框内画出R2，并使电路完整．

（3）当闭合所有开关时，为保证电路安全，求滑动变阻器接入电路的阻值范围．

（4）闭合S1和S2，断开S3，移动滑动变阻器的滑片P的过程中，求小灯泡的最小功率．

Answer 1

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

【解析】试题分析：（1）灯泡正常发光时的电阻。

在情形①中，电路中的电流，电路的总电阻。

（2）R2要么与灯泡串联，要么与S3串联，要么S3和灯泡串联，R2放在干路的位置。如果是与小灯泡串联，则闭合S1和S3、断开S2时，电路的总功率是。如果与S3串联， 闭合S1和S2、断开S3，当电压表的示数为15V时，灯泡两端的电压为9V，此时灯丝电阻，灯泡没有达到额定状态，电阻却大于额定状态时的电阻，与实际情况不符，所以S3和灯并联，R2放在干路，图略。

（3）闭合所有开关，灯泡被短路，滑动变阻器和R2串联。当电路中电流为0．6A时，R2两端的电压为12V，滑动变阻器两端的电压为12V，根据串联分压原理，滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω。当滑动变阻器分得电压为15V时，R2分得的电压为9V，根据串联分压原理，滑动变阻器接入电路的阻值是33．3Ω。滑动变阻器接入电路的阻值范围是： 20Ω≤R≤33．3Ω 。

（4）闭合S1和S2，断开S3，在保证电路安全的情况下，电路中的电流越小，小灯泡的功率也越小，而滑动变阻器两端的电压越大，电压表示数为15V时，电路中的电流最小。灯泡和R2两端的总电压为9V，电路中的电流为0．22A，R2两端的电压为，灯泡两端的电压为4．6V，小灯泡的最小功率为。