Question

【题目】如图所示，电源电压恒定，滑动变阻器的规格为“30Ω 1A”，在AB间接入规格为“12V 12W”的灯泡，闭合开关，当变阻器的五分之一阻值连入电路时，灯泡正常发光。

（1）求灯泡正常工作时通过的电流和电阻。

（2）求电源电压。

（3）R0是如图乙所示的Ra和Rb之间任意取值的电阻，当在AB间接入电阻R0后，闭合开关，在保证电路安全的情况下，将滑片P从最右端向左滑动的过程中，电流表示数均出现过0.4A（电流表选择0﹣0.6A量程），求R0的取值范围及整个电路的最大功率。

Answer 1

【答案】 1A 电阻为12Ω 18V 15Ω～25Ω 10.8W

【解析】（1）由P=UI可得，灯泡正常工作时的电流：IL===1A；由I=得灯泡正常工作时的电阻：RL===12Ω；（2）当变阻器的五分之一阻值连入电路时，由于灯泡正常发光，则电路中的电流为IL=1A，

根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可知：串联电路中的总电阻R=RL+RP=12Ω+×30Ω=18Ω，由I=得电源电压：U=IR=1A×18Ω=18V；（3）根据图象数据可知当Ia=Ib=2A时，Ua=20V，Ub=50V，由I=得：Ra===10Ω，Rb===25Ω；

当电流表示数为0.4A时，总电阻：R总===45Ω；

当滑动变阻器的滑片位于最右端时，R0的阻值最小，

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

所以，R0的最小阻值：R0小=R总﹣R=45Ω﹣30Ω=15Ω；

又因R0是Ra和Rb之间任意取值的电阻，

所以，R0的最大阻值：R0大=Rb=25Ω，

所以，R0的取值范围为15Ω～25Ω；

当电路电流为0.6A时，整个电路中最大功率为：

P=UI=0.6A×18V=10.8W。