Question

【题目】如图所示，电源电压恒为18V，灯泡L上标有“10V 5W”字样，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～15V，滑动变阻器R的最大阻值为200Ω，定值电阻R0=20Ω．求：
（1）灯泡L正常发光时通过的电流．
（2）只闭合S和S2 ， 且滑动变阻器的滑片P置于中点位置时，灯泡的实际功率．
（3）只闭合S和S1 ， 在保证电路安全的情况下，求滑动变阻器连入的阻值范围．

Answer 1

【答案】
（1）解：由P= 得，灯泡正常发光时的电阻RL=20Ω

灯泡L正常发光时的电流：IL= = =0.5A；

（2）解：只闭合S和S2，P置于中点位置时，L与 R串联

连入电阻： R= ×200Ω=100Ω

电路中的电流：I= = =0.15 A

灯泡的实际功率：RL=I2RL=（0.15 A）2×20Ω=0.45 W；

（3）解：当只闭合S和S1时，R0与R串联，当电路中的电流最大为0.6A时，滑动变阻器连入阻值最小；

由I= 得此时电路的总电阻为：

R小= = =30Ω；

由串联电路的电阻规律可知，滑动变阻器的最小电阻为：R滑小=R小﹣R0=30Ω﹣20Ω=10Ω；

根据串联电路的分压规律可知，电阻越大，分担的电压越大；电压表的量程为0﹣15V，电压表最大示数为15V时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，根据串联电路的电压规律可知，此时R0两端的电压为：U0=18V﹣15V=3V；

此时电路中的电流为：I'= = =0.15A；

由I= 得此时滑动变阻器的最大电阻为：

R滑大= = =100Ω．

滑动变阻器连入的阻值范围：10Ω﹣﹣100Ω．

【解析】（1）灯泡正常发光时的功率和额定功率相等，根据P= 求出灯泡的电阻，利用欧姆定律求出灯泡正常发光时的电流；（2）只闭合S和S2 ， 且滑动变阻器的滑片P置于中点位置时，L与 R串联，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，利用P=I2R求出灯泡的实际功率；（3）为了保护电路，通过电流表的最大电流为0.6A，电压表的最大示数为15V；根据欧姆定律和串联电路的电流、电压、电阻规律求出滑动变阻器的电阻范围．
【考点精析】解答此题的关键在于理解欧姆定律及其应用的相关知识，掌握欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）．