Question

【题目】如图所示，电源电压恒为4.5V，电压表量程为“0～3V”，滑动变阻器R规格为“20Ω 1A”，灯泡L标有“3.0V 1.5W”字样（不考虑灯丝电阻变化）。在不损坏电路元件情况下，求：

（1）灯泡的电阻和正常工作的电流；

（2）滑动变阻器阻值变化的范围；

（3）该电路的最大功率？

Answer 1

【答案】（1）6Ω， 0.5A；（2）3Ω～12Ω；（3）2.25W

【解析】

(1)由P=UI可知，灯泡额定电流

I=PL额/UL额=1.5W/3.0V=0.5A

由I=U/R可知，灯泡电阻

RL=U/I=3V/0.5A=6Ω

(2)电路最大电流等于灯泡额定电流，由I=U/R可知，此时滑动变阻器接入电路的阻值

R滑最小=(U-UL)/I=(4.5V-3V)/0.5A=3Ω

电压表量程为0～3V，电压表最大示数是3V，此时电路电流

I′=(U-UR)/RL=(4.5V-3V)/6Ω=0.25A

此时滑动变阻器接入电路的阻值

R滑最大=UR/I’=3V/0.25A=12Ω

则滑动变阻器接入电路的阻值范围是：3Ω～12Ω；

(3)灯泡正常发光时电路电流最大，此时电路消耗的功率最大，最大功率

P=UI=4.5V×0.5A=2.25W

答：(1) 灯泡的电阻为6Ω，正常工作的电流为0.5A。

(2) 滑动变阻器阻值变化的范围为3Ω～12Ω。

(3) 该电路的最大功率2.25 W。