Question

【题目】如图所示的电路中，电源电压恒为12V，小灯泡L的规格为“10 V10 W”，滑动变阻器R的最大阻值为20Ω，灯丝电阻保持不变。闭合开关S后，求：

（1）小灯泡L的电阻

（2）当滑动变阻器接入电路的电阻为14Ω时，小灯泡L的实际电功率；

（3）在滑动变阻器的电阻从2Ω调节到20Ω的过程中，滑动变阻器能获得的功率范围？（即最大功率和最小功率）

Answer 1

【答案】10Ω 2.5W 2W—3.6W

【解析】

（1）知道灯泡的额定电压和额定功率，根据R＝求出灯泡阻值；（2）当滑动变阻器接入电路的电阻为14Ω时，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，再根据P＝UI＝I2R求出小灯泡L的实际电功率；（3）在滑动变阻器的电阻从2Ω调节到20Ω的过程中，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中电流的变化范围，根据串联电路的电压特点和P＝UI表示出滑动变阻器消耗的电功率，然后求出其消耗的最大和最小电功率，从而得出答案。

(1)由R＝可得，灯泡的电阻： RL＝ ＝10Ω； (2)当滑动变阻器接入电路的电阻为14Ω时，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，电路中的电流： I＝ ＝0.5A，小灯泡L的实际电功率： PL＝I2RL＝(0.5A)2×10Ω＝2.5W； (3)当滑动变阻器接入电路中的电阻为2Ω时，电路中的电流最大，则电路中的最大电流： I大＝ ＝1A，当滑动变阻器接入电路中的电阻为20Ω时，电路中的电流最小，则电路中的最小电流： I小＝ ＝0.4A，所以，电路中电流的变化范围为0.4A1A，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器消耗的电功率：

PR＝URI′＝(UI′RL)I′＝(12VI′×10Ω)I′＝12V×I′(I′)2×10Ω＝3.6W(I′0.6A)2×10Ω，当I′＝0.6A时，滑动变阻器的总功率最大，最大为3.6W，当I′＝1A时,滑动变阻器的功率最小,PR小＝3.6W(1A0.6A)2×10Ω＝2W，所以，滑动变阻器能获得的功率范围为2W3.6W。