Question

【题目】如图甲所示，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，当只闭合S和S1，移动滑动变阻器的滑片P时，它两端的电压与其接入电路的电阻关系如图乙所示。当滑动变阻器接入电路的阻值由R1增大到4R1时，定值电阻R0的电功率变化了5.4W，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，当电阻R0消耗电功率最小时，滑动变阻器R消耗的电功率。

Answer 1

【答案】（1）0.5A （2）0.45W （3） 2.25W

【解析】试题分析：（1）灯泡L正常发光时通过的电流;

灯泡的电阻：

（2） 只闭合S和S2，且滑动变阻器的滑片P置于中点位置时，灯泡与滑动变阻器组成串联电路，滑动变阻器的阻值为100Ω，电路中的总电阻R总=100Ω+20Ω=120Ω

此时通过灯泡的电流

灯泡的实际功率

（3） 只闭合S和S1，定值电阻R0与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，

当滑动变阻器两端电压为U1时，电路中的电流为,总电阻为R1+R0，可得;

当滑动变阻器两端电压为2U1时，电路中的电流为,总电阻为4R1+R0，可得

故即

解得R1=

当滑动变阻器接入电路的阻值由R1增大到4R1时，定值电阻R0的电功率变化了5.4W由可得

解得R0=20Ω

电压表量程为0~15V，当电压表的示数为15V时，滑动变阻器两端电压最大，R0两端的电压最小，此时

定值电阻两端的电压：U0=U-U1=18V-15V=3V，

电路中的电流＜0.6A,不会烧坏电流表，可以保证电路安全；

滑动变阻器R消耗的电功率PR=U2I0=15V×0.15A=2.25W.

答;灯泡L正常发光时通过的电流为0.5A；

只闭合S和S2，且滑动变阻器的滑片P置于中点位置时，灯泡的实际功率为0.45W；

只闭合S和S1，在保证电路安全的情况下，当电阻R0消耗电功率最小时，滑动变阻器R消耗的电功率为2.25W。