Question

如图，电源电压为4.5V，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A，滑动变阻器规格为“20Ω 1.5A”，小灯泡的规格为“2V 1W”（不考虑灯丝电阻与温度的关系），在不损坏各元件的情况下，电路中的最大电流是

0.5

A，滑动变阻器连入的最小电阻是

5

Ω，灯泡的最小功率是

0.5625

W．

Answer 1

分析：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）根据P=UI求出灯泡的额定电流，再根据欧姆定律求出灯泡的电阻，结合电流表的量程和滑动变阻器的规格确定电路中的最大电流，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用串联电路的电阻特点求出滑动变阻器接入电路的最小电阻值；
（2）当电压表的示数为3V时，灯泡的电功率最小，先根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压，利用P=

U2

R

求出灯泡的最小功率．

解答：解：由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）由P=UI可得，灯泡的额定电流：
I_L=

PL

UL

=

1W

2V

=0.5A，
由欧姆定律可得，灯泡的电阻：
R_L=

UL

IL

=

2V

0.5A

=4Ω，
∵串联电路中各处的电流相等，且电流表的最大示数为0.6A，滑动变阻器允许通过的最大电流为1.5A，
∴电路中的最大电流I=0.5A，
此时电路中的总电阻：
R=

U

I

=

4.5V

0.5A

=9Ω，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴滑动变阻器接入电路的最小电阻：
R_最小=R-R_L=9Ω-4Ω=5Ω；
（2）当电压表的示数为3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，灯泡的电功率最小，
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴此时灯泡两端的电压：
U_L′=U-U_滑=4.5V-3V=1.5V，
灯泡的最小功率：
P_L最小=

(U′L)2

RL

=

(1.5V)2

4Ω

=0.5625W．
故答案为：0.5；5；0.5625W．

点评：解决此题要考虑到各个方面，两表不要超过量程，还要灯泡正常工作．更值的注意的是当滑动变阻器两端的电压为3V时，滑动变阻器消耗的功率最大．