Question

【題目】如圖小羅同學發現在學校實驗室有電壓可調兩檔的學生電源，一檔為12V，另一檔未知（標示不清），燈泡L標有“6V 4.5W”字樣，且阻值不變，滑動變阻器標有“50Ω 2A”字樣，電壓表V1，V2的量程均為“0~14V”。當開關S、S1閉合，可調電源調至12V，滑動變阻器滑片P滑至A點時，燈泡L恰好正常發光；當只閉合開關S并將電源電壓調至未知電壓檔，滑片仍處在A點時，燈泡L仍然正常發光；然后移動滑片P移至B點，此時電壓表V1、V2的示數分別為11V和7V。求：

（1）燈泡L的額定電流；

（2）滑片處于A點時，滑動變阻器的電阻RA；

（3）求另一檔未知電壓的大小；

（4）當只閉合開關S，將電壓調至未知電壓檔，在保證電路元件安全情況下，求電阻R1的最小功率。

Answer 1

【答案】(1)；(2)；(3)；(4)

【解析】

(1)燈泡L標有“6V 4.5W”字樣，那么燈泡L的額定電流是

(2)當開關S、S1閉合，可調電源調至12V，滑動變阻器滑片P滑至A點時，燈泡L和滑動變阻器串聯接入電路中，燈泡L恰好正常發光，那么燈泡L的電壓是6V，電路中的電流是0.75A，滑動變阻器兩端的電壓是

那么滑片處于A點時，滑動變阻器的電阻RA是

(3)由上述可知，燈泡L的電阻是

當只閉合開關S，燈泡L、滑動變阻器R和電阻R1串聯接在電路中，滑片仍處在A點時，燈泡L仍然正常發光，電路中的電流大小為0.75A，設另一檔未知電壓的大小為，那么存在關系式

然后移動滑片P移至B點，那么電路中的電流大小為

由電壓表V1、V2的示數分別為11V和7V可知

由上面式子可求得另一檔未知電壓的大小，電阻；

(4)為了保證電路元件安全，電壓表V1的示數最大只能是14V，設此時滑動變阻器接入電路中的阻值大小為，電壓表V2的示數是1V，由歐姆定律可知

解得，電路中的電流大小為

這個電流大小沒有超過滑動變阻器的最大電流；

這樣燈泡L兩端的電壓是

這個電壓值沒有超過燈泡的最大電壓；綜上所述，當電路中的電流最小為時，能夠保證電路元件安全，電阻R1的最小功率是

答：(1)燈泡L的額定電流；(2)滑片處于A點時，滑動變阻器的電阻；(3)另一檔未知電壓的大小是15V；(4)當只閉合開關S，將電壓調至未知電壓檔，在保證電路元件安全情況下，求電阻R1的最小功率是0.25W。