Question

【題目】如圖所示，電源電壓可調(diào)，燈泡L規(guī)格為“1 5 V 45 W”，且燈絲電阻不隨溫度變化。電流表量程為“O～O．6 A”和“O～3 A"，滑動變阻器尺的規(guī)格分別為“25 Ω 2 A’和“1 OΩ 3 A”。

(1)將電源電壓調(diào)到1 8V，閉合開關(guān)，移動P，使燈泡正常發(fā)光。求燈泡的電阻和燈泡消耗的最小功率。

(2)將電源電壓調(diào)到l 5 V，用定值電阻R0替換燈泡，P置于中點(diǎn)A，閉合開關(guān)，電流表指針指到滿偏刻度的三分之二位置(可能重新選擇了電表最程和變阻器R)。然后將P從A移到最左端B，兩表示數(shù)的I-U關(guān)系如圖所示。通過計(jì)算判斷所用變阻器的規(guī)格.

Answer 1

【答案】（1）燈泡的電阻和燈泡消耗的最小功率分別為5Ω、7.2W。（2）所用變阻器的規(guī)格為“25Ω2A”。

【解析】

由電路圖可知，滑動變阻器R與燈泡L串聯(lián)，電壓表測燈泡L兩端的電壓，電流表測電路中的電流。
（1）由得： ；
由P=UI可得，燈的額定電流：

因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且燈泡能正常發(fā)光，所以使用滑動變阻器是“10Ω3A”。
則當(dāng)滑動變阻器連入的電阻最大阻值為10Ω，電路中的電流最小，電功率最小；
總電流

燈泡消耗的最小功率：P燈小=I2R燈=（1.2A）2×5Ω=7.2W。
（2）將電源電壓調(diào)到l5V，用定值電阻R0替換燈泡，當(dāng)滑動變阻器P置于中點(diǎn)A時，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律可得： ；
當(dāng)滑動變阻器P置于B時，滑動變阻器連入的電阻為0，則根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律可得：
IB= ；
由圖乙可知：IA=IB，
即：；
解得：R=R0；
由于P置于中點(diǎn)A，電流表指針指到滿偏刻度的三分之二位置；即IA的可能值為0.4A或2A；
根據(jù)IA=IB可知：IB的可能值為0.6A或3A；
所以，由I=U/R得：R與R0可能值為：； ；
根據(jù)題干可知；滑動變阻器的規(guī)格為“25Ω2A”。