Question

【題目】如圖所示的電路中。電源電壓恒為4.5V，電壓表的量程為0～3V，電流表的量程為0～0.6A，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“20Ω 1.5A”，小燈泡上標(biāo)有“2.5V 1.25W”字樣（小燈泡的電阻值隨溫度變化忽略不計(jì)）。求：

（1）小燈泡正常發(fā)光60s消耗的電能；

（2）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻；

（3）在兩電表的示數(shù)均不能超過(guò)所選量程、燈泡兩端電壓不超過(guò)額定電壓和不損壞其它元件的情況下，滑動(dòng)變阻器允許連入電路的阻值范圍。

Answer 1

【答案】（1）75J；（2）5Ω；（3）4Ω～10Ω

【解析】（1）根據(jù)小燈泡上標(biāo)有“2.5V 1.25W”字樣，由P=W/t可得：小燈泡正常發(fā)光60s消耗的電能，由W=Pt可得：W=1.25W×60s=75J；（2）小燈泡正常發(fā)光時(shí)，由P=UI，I=U/R可得： P=U2/R，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻：R=U2/P=（2.5V）2/1.25W=5Ω；（2）由圖R與L串聯(lián)，電壓表測(cè)R兩端電壓，由題，滑動(dòng)變阻器允許通過(guò)最大電流1.5A，燈泡額定電流I=P/U=1.25W/2.5V=0.5A，電流表的量程為0～0.6A,由串聯(lián)電路電流處處相等可知，電路最大電流等于燈泡額定電流，即Imax=0.5A,由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可知此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最小：R滑最小=（UU額）/Imax=（4.52.5）V/0.5A=4Ω，若電壓表量程為0～3V，電壓表最大示數(shù)是3V，此時(shí)電路電流：I′=（UUR）/RL=（4.53）V/5Ω=0.3A，由歐姆定律可知，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值：R滑最大=UR/I′=3V/0.3A=10Ω，則滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值范圍是：4Ω～10Ω。