Question

20．如图所示的电路中，电源电压为6V，电压表的量程为0-3V，电流表的量程为0-0.6A，滑动变阻器的规格为“20Ω  1A”，灯泡标有“5V 2.5W”字样．闭合开关，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大的位置，这时通过灯泡的电流为0.2A；若要求两电表的示数均不超过所选量程，灯泡两端电压不允许超过额定值，则该电路能消耗的最大功率为1.8W．（不考虑灯丝电阻的变化）

Answer 1

分析 由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）知道灯泡的额定电压和额定功率，根据P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出灯泡的电阻，将滑动变阻器的滑片移到阻值最大的位置时，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流即为通过L的电流；
（2）由灯泡的额定电压5V大于电压表的量程3V，则电压表的示数最大时电路中的电流最大，根据欧姆定律求出电路中的最大电流，利用P=UI求出该电路能消耗的最大功率．

解答 解：
由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）由P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，灯泡的电阻：
R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（5V）^{2}}{2.5W}$=10Ω，
将滑动变阻器的滑片移到阻值最大的位置时，
因串联电路中总电阻等于各分电压之和，且各处的电流相等，
所以，通过灯泡的电流：
I=$\frac{U}{{R}_{L}+{R}_{滑}}$=$\frac{6V}{10Ω+20Ω}$=0.2A；
（2）因灯泡的额定电压5V大于电压表的量程3V，
所以，当电压表的示数U_L′=3V时，电路中的电流最大，
则电路中的最大电流：
I_大=$\frac{{U}_{L}′}{{R}_{L}}$=$\frac{3V}{10Ω}$=0.3A，
则该电路能消耗的最大功率：
P_大=UI_大=6V×0.3A=1.8W．
故答案为：0.2；1.8．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，正确的判断出电路中的最大电流是关键．