Question

【題目】在如圖1所示的電路中，燈泡L標有“3V 1.2W” 字樣，變阻器R1是“5Ω 2A”和“20Ω 1A”兩種規格中的一個。當變阻器的滑片置于最右端時，燈泡正常發光，整個電路消耗的電功率為4.4W。

(1)燈泡L正常發光時的電阻；

(2)變阻器的規格；

(3)如果用一個電阻R2替換燈泡L，并將兩個電壓表接入電路，調節電源電壓；然后將變阻器的滑片置于中點，閉合開關，電流表的示數保持不變，兩個電壓表的示數如圖2甲、乙所示。求電阻R2消耗的電功率。

Answer 1

【答案】(1)7.5Ω；(2) “20Ω 1A”；(3) 0.8W或2.4W

【解析】

(1)燈泡L正常發光時，由于

，

由功率公式

則燈泡正常發光時的電阻

(2)燈泡L正常發光時的電流為

燈泡L與變阻器串聯且阻值最大，整個電路消耗的總功率為4.4W，則變阻器消耗的電功率為

變阻器的最大值為

故選用的變阻器規格為“20Ω 1A”。

(3)在未知電表量程時，兩電壓表可能讀數分別為，甲圖電壓表1.2V或6V，乙圖電壓表2V或10V，兩個電壓表一個接在電源兩端，一個接在R2兩端，因電流表保持不變，為0.4A，則滑動變阻器的兩端電壓為

即兩電壓表示數的差為4V，當電源電壓為6V，R2的兩端電壓是2V，電阻R2消耗的電功率

當電源電壓為10V， R2的兩端電壓是6V，電阻R2消耗的電功率

答：(1)燈泡L正常發光時的電阻為7.5Ω；

(2)變阻器的規格為“20Ω 1A”；

(3)當電源電壓為10V時電阻R2消耗的電功率為2.4W，當電源電壓為6V時電阻R2消耗的電功率為0.8W。