题目内容

【题目】如图 所示电路中,小灯泡 L 上标有“8V 3.2W”字样,滑动变阻器的最大阻值为 40Ω,R1的阻值为 18Ω.

求:

(1)小灯泡L的电阻

(2)S、S1、S2均闭合时,电压表的示数为 9V,电阻 R1上消耗的电功率

(3)断开 S1、S2,闭合 S,若接入电路中的电压表改接量程 0~3V,电流表的量程为 0~0.6A,为了保证两表均不超过量程,且小灯泡两端的电压不超过其额定电压,滑动变阻器的阻值变化范围为多少?

【答案】(1)20Ω;(2)4.5W;(3)2.5Ω~10Ω。

【解析】

(1)由P=UI可得,小灯泡的额定电流:

IL===0.4A,

由I=可得,小灯泡的电阻:

RL===20Ω;

(2)当开关S、Sl、S2均闭合时,电阻R1与R2并联,电压表测电源的电压,电压表的示数为9V即U=9V,

因为并联电路中各支路两端的电压相等,

所以电阻R1上消耗的电功率:

P1===4.5W;

(3)断开Sl、S2,闭合S时,灯泡与滑动变阻器R2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;

当电路中电流等于小灯泡的额定电流时,电路中电流最大,此时滑动变阻器接入电路中的阻值应最小,

此时电路中的总电阻:

R总===22.5Ω,

因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,

所以滑动变阻器接入电路的最小值:R2min=R总﹣RL=22.5Ω﹣20Ω=2.5Ω;

当电压表的示数U'2=3V(最大值)时,滑动变阻器接入电路中的电阻值最大,此时电路中的电流最小,

因为串联电路中总电压等于各分电压之和,

所以此时灯泡两端的电压:UL′=U﹣U2′=9V﹣3V=6V,

因为串联电路中各处的电流相等,

所以=,即=,

解得:R2max=10Ω,

所以滑动变阻器的阻值变化范围为2.5Ω~10Ω。

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