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(dòng)變阻器R2的阻值范圍是0～20Ω，L為標(biāo)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(guān)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(shù)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(dòng)變阻器R2串聯(lián)，電壓表測(cè)R2兩端的電壓，電流表測(cè)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(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻為0時(shí)，
因串聯(lián)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(dāng)電壓表的示數(shù)U2=3V時(shí)，電路中的電流最小，燈泡消耗的電功率最小，
因串聯(lián)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(lián)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(diǎn)精析】本題主要考查了歐姆定律及其應(yīng)用和電功率的計(jì)算公式的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，需要掌握歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過的電流就越小．（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才能正確解答此題．