Question

【題目】如圖是某電器設(shè)備內(nèi)的一部分電路，電源電壓恒為12V，燈泡L標(biāo)有“3V 0.6W”字樣，且燈絲電阻不變，R1為定值電阻，R2為標(biāo)有“100Ω 0.6A”字樣的滑動(dòng)變阻器．
（1）求小燈泡L的電阻值
（2）當(dāng)閉合S、S1、S2時(shí)，電流表的示數(shù)為0.4A，求R1的阻值及此時(shí)整個(gè)電路消耗的最大電功率．
（3）當(dāng)閉合S，斷開(kāi)S1、S2時(shí)，為保證整個(gè)電路安全，求滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍．

Answer 1

【答案】
（1）解：由題知燈泡的額定電壓和額定功率，

由P= 可得燈泡的電阻：RL= = =15Ω；

答：小燈泡L的電阻值為15Ω；

（2）解：由電路圖知，當(dāng)閉合S、S1、S2時(shí)，R1、R2并聯(lián)，電流表測(cè)R1支路的電流，

由I= 得R1的阻值：R1= = =30Ω；

由于滑動(dòng)變阻器R2為標(biāo)有“100Ω 0.6A”，則滑動(dòng)變阻器支路上通過(guò)的最大電流為0.5A，

此時(shí)總電流最大：I=I1+I2=0.4A+0.6A=1A；

消耗的最大電功率P最大=UI=12V×1A=12W；

答：R1的阻值為30Ω，此時(shí)整個(gè)電路消耗的最大電功率12W．

（3）解：由電路圖知，當(dāng)閉合S，斷開(kāi)S1、S2時(shí)，滑動(dòng)變阻器與L串聯(lián)，

由P=UI可知，燈泡允許通過(guò)的最大電流：I= = =0.2A，

R2允許通過(guò)的最大電流為0.6A，

串聯(lián)電路中電流處處相等，所以為保證整個(gè)電路安全，電路中的最大電流為0.2A，

電路的最小電阻，R總= = =60Ω，

此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入的阻值最�。篟2=R總﹣RL=60Ω﹣15Ω=45Ω，

所以滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍45Ω～100Ω．

答：當(dāng)閉合S，斷開(kāi)S1、S2時(shí)，為保證整個(gè)電路安全，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍為45Ω～100Ω．

【解析】（1）由P= 計(jì)算燈泡的電阻；（2）當(dāng)閉合S、S1、S2時(shí)，R1、R2并聯(lián)，根據(jù)歐姆定律求出R1的阻值，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的電流最大時(shí)整個(gè)電路消耗的最大功率，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出總電流，利用P=UI求出消耗的最大功率．（3）根據(jù)P=UI求出R3允許通過(guò)的電流，然后結(jié)合滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流確定串聯(lián)電流的最大電流，根據(jù)歐姆定律求出電路的最小電阻，根據(jù)電阻的串聯(lián)求出求出滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值，進(jìn)一步得出滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍．
【考點(diǎn)精析】關(guān)于本題考查的歐姆定律及其應(yīng)用和電功率的計(jì)算公式，需要了解歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無(wú)關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過(guò)的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過(guò)的電流就越�。�（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）；計(jì)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(jì)算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R才能得出正確答案．