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標有“12V 6W”字樣，定值電阻R0=18Ω.只閉合開關S、S2 ， ， 當滑動變阻器滑片P移到中點時，電壓表示數為3V；當滑動變阻器滑片P移到最右端時，電壓表示數為5V.求：

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

Answer 1

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

（2）解：設電源電壓為U，滑動變阻器的最大阻值為R，當P在中點時，燈泡L與R串聯：（U-3V）：RL=3V：1/2R----①，當P在最右端時，燈泡L與R串聯：（U-5V）：RL=5V：R------②，聯立①②解得：U=15V；將RL=24Ω代入得，R=12Ω
（3）解：只閉合S和S1時，定值電阻R0與R串聯，當R=12Ω時，電路消耗的總功率取最小值，此時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，當電流表取0.6A時，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，根據公式I=U/R求出燈泡的電阻；
（2）根據歐姆定律和電源電壓不變聯立方程，即可求得電源電壓；
（3）當電路中電阻最大時，功率最小；當電流表取0.6A時，電路消耗的總功率取最大值，根據電源電壓不變進行分析.
【考點精析】通過靈活運用電功率的定義和電功率的計算公式，掌握電功率（P）：電流在單位時間內做的功．表示電流做功快慢的物理量.單位有：瓦特(國際)；常用單位有：千瓦；計算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R即可以解答此題．