Question

【題目】如圖所示的電路中，電源電壓為6V并保持不變，電壓表的量程為0﹣3V，電流表的量程為0﹣0.6A，滑動變阻器的規格為“20Ω 1A”，燈泡標有“5V 2.5W“字樣。閉合開關，將滑動變阻器的滑片移到最左端的位置，這時通過燈泡的電流為多少？若要求兩電表的示數均不超過所選量程，燈泡兩端電壓不允許超過額定值，則該電路消耗的最大功率為多少？（不考慮燈絲電阻的變化）

Answer 1

【答案】0.2A； 1.8W。

【解析】

由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流。（1）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據P＝ 求出燈泡的電阻，將滑動變阻器的滑片移到最左端的位置時接入電路中的電阻最大，根據電阻的串聯和歐姆定律求出電路中的電流即為通過燈泡的電流；（2）根據歐姆定律求出電壓表的示數最大時電路中的電流，然后與電流表的量程和滑動變阻器允許通過的最大電流確定電路中的最大，此時電路消耗的電功率最大，根據P＝UI求出其大小。

由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流。（1）由P＝UI＝ 可得，燈泡的電阻：RL＝ ＝10Ω，將滑動變阻器的滑片移到最左端的位置時，接入電路中的電阻最大，因串聯電路中各處的電流相等，且總電阻等于各分電阻之和，所以，此時通過燈泡的電流：IL′＝I＝＝0.2A；（2）當電壓表的示數UL′＝3V時，通過燈泡的電流：IL″＝ ＝＝0.3A，因電流表的量程為0～0.6A，滑動變阻器允許通過的最大電流為1A，所以，電路中的最大電流I大＝0.3A，此時電路消耗的電功率最大，則P大＝UI大＝6V×0.3A＝1.8W。