Question

【题目】如图所示的电路中.电源电压恒为4.5V，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 1.5A”，小灯泡上标有“2.5V 1.25W”字样（小灯泡的电阻值随温度变化忽略不计）.求：

（1）小灯泡正常发光60s消耗的电能；
（2）小灯泡正常发光时的电阻；
（3）在两电表的示数均不能超过所选量程、灯泡两端电压不超过额定电压和不损坏其它元件的情况下，滑动变阻器允许连入电路的阻值范围.

Answer 1

【答案】
（1）解：根据小灯泡上标有“2.5V 1.25W”字样，由可得：

小灯泡正常发光60s消耗的电能，W=Pt=1.25 W×60s=75J.

（2）解：小灯泡正常发光时，由P=UI,I=U/R可得：

小灯泡正常发光时的电阻：

（3）解：由图R与L串联，电压表测R两端电压，由题，滑动变阻器允许通过最大电流1.5A，灯泡额定电流，电流表的量程为0～0.6A ,由串联电路电流处处相等可知，电路最大电流等于灯泡额定电流，即Imax=0.5A,由串联电路特点和欧姆定律可知此时滑动变阻器接入电路的阻值最小：R滑最小=（UU额）/Imax=（4.52.5）V/0.5A=4Ω

若电压表量程为0～3V，电压表最大示数是3V，此时电路电流：

由欧姆定律可知，此时滑动变阻器接入电路的阻值：

R滑最大=UR/I′=3V/0.3A=10Ω

则滑动变阻器接入电路的阻值范围是：4Ω～10Ω

【解析】本题综合考查了电功率，欧姆定律，串联电路的规律等知识。要求要灵活运用相关公式，特别是要掌握串联电路的规律，才能正确解题。
【考点精析】根据题目的已知条件，利用欧姆定律及其应用和电功率的计算公式的相关知识可以得到问题的答案，需要掌握欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）；计算电功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中单位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）计算电功率还可用公式：P=I2R和P= U2/R．