Question

如右图小红在做电学实验时，电源电压为4.5V，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器规格为“20Ω 1.5A”，小灯泡的规格为“2V 1W”（不考虑灯丝电阻与温度的关系），在不损坏各元件的情况下，电路中的最大电流是    A，滑动变阻器连入的最小电阻是    Ω，灯泡的最小功率是    W．

Answer 1

【答案】分析：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流；根据I=求出灯泡正常工作时的电流，再根据欧姆定律求出灯泡的电阻；再结合电流表的量程确定电路中的最大电流，然后根据欧姆定律求出电路中的总电阻，再根据串联电路的电阻特点求出滑动变阻器接入电路的最小电阻值；当电压表的示数为3V时灯泡的电功率最小，先根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压，利用欧姆定律求出电路中的电流，再根据P=UI求出灯泡的最小功率．
解答：解：灯泡正常工作电流：I_L===0.5A＜0.6A，故电路中的最大电流为0.5A；
灯泡的电阻为R_L===4Ω；
此时电路中的总电阻为R===9Ω；
滑动变阻器接入电路的最小电阻为R_最小=R-R_L=9Ω-4Ω=5Ω；
当电压表的示数为3V时灯泡的电功率最小，
此时灯泡两端的电压为U_L′=U-U_P=4.5V-3V=1.5V，
电路中的电流为I===0.375A，
灯泡的最小功率为P_L最小=I²R_L=（0.375A）²×4Ω=0.5625W．
故答案为：0.5；5；0.5625W．
点评：解决此题要考虑到各个方面，两表不要超过量程，还要灯泡正常工作．更值的注意的是当滑动变阻器两端的电压为3V时，滑动变阻器消耗的功率最大．