Question

【題目】如圖所示電路，電源兩端電壓U=10V，且保持不變，定值電阻R1的阻值為8Ω，滑動變阻器R2的阻值范圍是0～20Ω，L為標有“6V 3W”的小燈泡 （不考慮燈絲電阻隨溫度的變化）．電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～3V，閉合開關S后，要求燈L兩端的電壓不超過額定電壓，且兩電表的示數均不超過各自的量程，則小燈泡L消耗電功率的變化范圍是W．

Answer 1

【答案】1.47W～3
【解析】解：由圖可知定值電阻R1、燈泡L、滑動變阻器R2串聯，電壓表測R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流；
由P=UI可得，燈泡的額定電流：
I額= = =0.5A，
由I= 可得，燈泡的電阻：
RL= = =12Ω；
當滑動變阻器接入電路中的電阻為0時，
因串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中的電流：
I= = =0.5A，
因燈泡的額定電流為0.5A，電流表的量程為0～0.6A，
所以，電路中的最大電流和燈泡的額定電流相等，則燈泡的最大功率為3W；
當電壓表的示數U2=3V時，電路中的電流最小，燈泡消耗的電功率最小，
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，R1與L兩端的電壓：
U1L=U﹣U2=10V﹣3V=7V，
因串聯電路中各處的電流相等，
所以，電路中的最小電流：
I′= = =0.35A，
燈泡的最小功率：
PL=（I′）2RL=（0.35A）2×12Ω=1.47W，
所以，小燈泡L消耗電功率的變化范圍是1.47W～3W．
所以答案是：1.47W～3．
【考點精析】本題主要考查了歐姆定律及其應用和電功率的計算公式的相關知識點，需要掌握歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R才能正確解答此題．