Question

【题目】如图所示，电源电压可调，灯泡L规格为“1 5 V 45 W”，且灯丝电阻不随温度变化。电流表量程为“O～O．6 A”和“O～3 A"，滑动变阻器尺的规格分别为“25 Ω 2 A’和“1 OΩ 3 A”。

(1)将电源电压调到1 8V，闭合开关，移动P，使灯泡正常发光。求灯泡的电阻和灯泡消耗的最小功率。

(2)将电源电压调到l 5 V，用定值电阻R0替换灯泡，P置于中点A，闭合开关，电流表指针指到满偏刻度的三分之二位置(可能重新选择了电表最程和变阻器R)。然后将P从A移到最左端B，两表示数的I-U关系如图所示。通过计算判断所用变阻器的规格.

Answer 1

【答案】（1）灯泡的电阻和灯泡消耗的最小功率分别为5Ω、7.2W。（2）所用变阻器的规格为“25Ω2A”。

【解析】

由电路图可知，滑动变阻器R与灯泡L串联，电压表测灯泡L两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）由得： ；
由P=UI可得，灯的额定电流：

因串联电路中各处的电流相等，且灯泡能正常发光，所以使用滑动变阻器是“10Ω3A”。
则当滑动变阻器连入的电阻最大阻值为10Ω，电路中的电流最小，电功率最小；
总电流

灯泡消耗的最小功率：P灯小=I2R灯=（1.2A）2×5Ω=7.2W。
（2）将电源电压调到l5V，用定值电阻R0替换灯泡，当滑动变阻器P置于中点A时，根据电阻的串联和欧姆定律可得： ；
当滑动变阻器P置于B时，滑动变阻器连入的电阻为0，则根据电阻的串联和欧姆定律可得：
IB= ；
由图乙可知：IA=IB，
即：；
解得：R=R0；
由于P置于中点A，电流表指针指到满偏刻度的三分之二位置；即IA的可能值为0.4A或2A；
根据IA=IB可知：IB的可能值为0.6A或3A；
所以，由I=U/R得：R与R0可能值为：； ；
根据题干可知；滑动变阻器的规格为“25Ω2A”。