Question

【題目】如圖所示電路，電源電壓和燈泡L阻值均保持不變，電流表的量程為0~0.6A,電壓表的量程為0~15 V，燈泡L標(biāo)有“12V 6W”字樣，定值電阻R0=18Ω.只閉合開(kāi)關(guān)S、S2 ， ， 當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P移到中點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)為3V；當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P移到最右端時(shí)，電壓表示數(shù)為5V.求：

（1）燈泡L的電阻值；
（2）電源電壓；
（3）只閉合S和S1 ， 移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P時(shí)，若兩 電表的示數(shù)均不超過(guò)量程，電路消耗的總功率的范圍.

Answer 1

【答案】
（1）解：根據(jù)公式P=UI得，燈泡的額定電流：I額=P額/U額=6W/12V=0.5A，根據(jù)公式I=U/R得，燈泡的電阻R=U額/I額=12V/0.5A=24Ω

（2）解：設(shè)電源電壓為U，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為R，當(dāng)P在中點(diǎn)時(shí)，燈泡L與R串聯(lián)：（U-3V）：RL=3V：1/2R----①，當(dāng)P在最右端時(shí)，燈泡L與R串聯(lián)：（U-5V）：RL=5V：R------②，聯(lián)立①②解得：U=15V；將RL=24Ω代入得，R=12Ω
（3）解：只閉合S和S1時(shí)，定值電阻R0與R串聯(lián)，當(dāng)R=12Ω時(shí)，電路消耗的總功率取最小值，此時(shí)電路中電流的最小值： I=U/（R0+R）=15V/（18Ω+12Ω）=0.5A，總功率的最小值：P= UI=15V×0.5A=7.5W，當(dāng)電流表取0.6A時(shí)，電路消耗的總功率取最大值， 總功率的最大值P’=UI’=15V×0.6A=9W

【解析】（1）根據(jù)電功率公式P=UI得，燈泡的額定電流：I額=P額/U額=6W/12V=0.5A，根據(jù)公式I=U/R求出燈泡的電阻；
（2）根據(jù)歐姆定律和電源電壓不變聯(lián)立方程，即可求得電源電壓；
（3）當(dāng)電路中電阻最大時(shí)，功率最小；當(dāng)電流表取0.6A時(shí)，電路消耗的總功率取最大值，根據(jù)電源電壓不變進(jìn)行分析.
【考點(diǎn)精析】通過(guò)靈活運(yùn)用電功率的定義和電功率的計(jì)算公式，掌握電功率（P）：電流在單位時(shí)間內(nèi)做的功．表示電流做功快慢的物理量.單位有：瓦特(國(guó)際)；常用單位有：千瓦；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即可以解答此題．