题目内容
6．
如图所示，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，定值电阻R0=20Ω．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，求滑动变阻器连入的阻值范围．
分析 （1）灯泡正常发光时的功率和额定功率相等，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出灯泡的电阻，利用欧姆定律求出灯泡正常发光时的电流；
（2）只闭合S和S2，且滑动变阻器的滑片P置于中点位置时，L与$\frac{1}{2}$R串联，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，利用P=I2R求出灯泡的实际功率；
（3）为了保护电路，通过电流表的最大电流为0.6A，电压表的最大示数为15V；根据欧姆定律和串联电路的电流、电压、电阻规律求出滑动变阻器的电阻范围．
解答 解：（1）由P=$\frac{U2}{R}$ 得，灯泡正常发光时的电阻RL=20Ω
灯泡L正常发光时的电流：IL=$\frac{UL}{RL}$=$\frac{10V}{20Ω}$=0.5A；
（2）只闭合S和S2，P置于中点位置时，L与$\frac{1}{2}$R串联
连入电阻：$\frac{1}{2}$R=$\frac{1}{2}$×200Ω=100Ω
电路中的电流：I=$\frac{U总}{RL+\frac{1}{2}R}$=$\frac{18V}{20Ω+100Ω}$=0.15 A
灯泡的实际功率：RL=I2RL=（0.15 A）2×20Ω=0.45 W；
（3）当只闭合S和S1时，R0与R串联，当电路中的电流最大为0.6A时，滑动变阻器连入阻值最小；
由I=$\frac{U}{R}$得此时电路的总电阻为：
R小=$\frac{U}{{I}_{大}}$=$\frac{18V}{0.6A}$=30Ω；
由串联电路的电阻规律可知，滑动变阻器的最小电阻为：R滑小=R小-R0=30Ω-20Ω=10Ω；
根据串联电路的分压规律可知，电阻越大，分担的电压越大；电压表的量程为0-15V，电压表最大示数为15V时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，根据串联电路的电压规律可知，此时R0两端的电压为：U0=18V-15V=3V；
此时电路中的电流为：I'=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{3V}{20Ω}$=0.15A；
由I=$\frac{U}{R}$得此时滑动变阻器的最大电阻为：
R滑大=$\frac{{U}_{滑}}{I'}$=$\frac{15V}{0.15A}$=100Ω．
滑动变阻器连入的阻值范围：10Ω--100Ω．
故答案为：（1）灯泡L正常发光时通过的电流为0.5A．
（2）只闭合S和S2，且滑动变阻器的滑片P置于中点位置时，灯泡的实际功率为0.45W．
（3）只闭合S和S1，在保证电路安全的情况下，求滑动变阻器连入的阻值范围为10Ω--100Ω．
点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，根据题意求出滑动变阻器的取值范围是解题的关键和难点．
名师伴你成长课时同步学练测系列答案
某家庭电能表如图所示．若该家庭单独让空调工作，测得1min内电能表转盘转了60转，则空调消耗的电能为0.02kW•h，空调的电功率是1200W．
①18N ②14N ③10N ④8N．
| A． | 只有④正确 | B． | 只有③正确 | C． | 只有①②正确 | D． | 只有③④正确 |
用独轮车搬运砖块时，车厢和砖块的总重为1400N，独轮车有关尺寸如图所示．该独轮车是一个省力杠杆，动力F=280N．| A． | 金属外壳的用电器三线插头，下面两个插脚应该稍长些 | |
| B． | 当熔丝熔断时，应该立刻更换新的熔丝，如没有合适熔丝，可以选择铁丝代替 | |
| C． | 当电路中发生短路时，漏电保护器会断开，空气断路器不会断开，而电路过载时空气断路器会断开，漏电保护器不会断开 | |
| D． | 线路接触不良会造成该处电阻变大，局部过热，甚至引发火灾 |
| A． | 甲灯灯丝电阻一定比乙灯的大 | B． | 甲灯两端的电压一定比乙灯的大 | ||
| C． | 甲灯的实际功率一定比乙灯的大 | D． | 甲灯的灯丝一定比乙灯的长 |