题目内容
【题目】如图所示电路中,电源电压不变,灯上标有“”的字样,电压表所选量程为,电流表所选量程为;当开关S断开、滑动变阻器的滑片移到距端长度时,电压表示数为15V;当开关S闭合、滑动变阻器的滑片移到端时,灯L正常发光,则滑动变阻器的最大阻值是_______ .在保证电路各元件安全的情况下,断开开关,移动滑片的过程中,灯L的最小功率为________W.(灯丝电阻不变)
【答案】 120 0.5
【解析】当开关S闭合,并且滑片P在a端时,灯泡L与滑动变阻器R并联,灯泡正常发光,如下左图所示:
灯L上标有“18V 18W”字样,且灯泡正常发光,所以电源的电压为18V;当开关S断开、滑动变阻器的滑片P移到距a端3ab/4长度时,灯泡与滑动变阻器串联,如上图右图所示,电压表测变阻器滑片以左部分电阻丝Pa部分的电压;因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以灯泡两端电压:UL =U-U表 =18V-15V=3V,灯L上标有“18V 18W”的字样,表示灯的额定电压为18V,额定功率为18W;由P=UI=U2/R得,灯泡的电阻:RL =U2/P=(18V)2/18W=18Ω,此时通过灯的电流(即串联电路电流):I =UL/RL=3V/18Ω=1/6A,设变阻器连入电路的最大电阻为R滑 ,则此时变阻器连入电路中的电阻为3 R滑/4 ,由欧姆定律有:3 R滑/4 =U表/I,故变阻器的最大电阻:R滑 =15V×6A×4/3=120Ω;
由P=UI=I2 R得,当通过灯的电流最小时,灯的功率最小;根据电阻的串联和欧姆定律,当变阻器连入电路中的电阻最大时,电路中电流最小,因电压表量程为0-15V,由题意知,当电压表示数为15V,变阻器连入电路中的电阻最大电阻:R′滑 =120Ω×3/4=90Ω,此时电路中的电流为I=1/6A,测灯的最小功率:P最小 =I2 RL =(1/6)2 ×18Ω=0.5W