Question

如圖，電源電壓為4.5V，電壓表量程為0～3V，電流表量程為0～0.6A，滑動變阻器規(guī)格為“20Ω 1.5A”，小燈泡的規(guī)格為“2V 1W”（不考慮燈絲電阻與溫度的關系），在不損壞各元件的情況下，電路中的最大電流是

0.5

A，滑動變阻器連入的最小電阻是

5

Ω，燈泡的最小功率是

0.5625

W．

Answer 1

分析：由電路圖可知，燈泡L與滑動變阻器串聯，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）根據P=UI求出燈泡的額定電流，再根據歐姆定律求出燈泡的電阻，結合電流表的量程和滑動變阻器的規(guī)格確定電路中的最大電流，此時滑動變阻器接入電路中的電阻最小，根據歐姆定律求出電路中的總電阻，利用串聯電路的電阻特點求出滑動變阻器接入電路的最小電阻值；
（2）當電壓表的示數為3V時，燈泡的電功率最小，先根據串聯電路的電壓特點求出燈泡兩端的電壓，利用P=

U2

R

求出燈泡的最小功率．

解答：解：由電路圖可知，燈泡L與滑動變阻器串聯，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）由P=UI可得，燈泡的額定電流：
I_L=

PL

UL

=

1W

2V

=0.5A，
由歐姆定律可得，燈泡的電阻：
R_L=

UL

IL

=

2V

0.5A

=4Ω，
∵串聯電路中各處的電流相等，且電流表的最大示數為0.6A，滑動變阻器允許通過的最大電流為1.5A，
∴電路中的最大電流I=0.5A，
此時電路中的總電阻：
R=

U

I

=

4.5V

0.5A

=9Ω，
∵串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴滑動變阻器接入電路的最小電阻：
R_最小=R-R_L=9Ω-4Ω=5Ω；
（2）當電壓表的示數為3V時，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，燈泡的電功率最小，
∵串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
∴此時燈泡兩端的電壓：
U_L′=U-U_滑=4.5V-3V=1.5V，
燈泡的最小功率：
P_L最小=

(U′L)2

RL

=

(1.5V)2

4Ω

=0.5625W．
故答案為：0.5；5；0.5625W．

點評：解決此題要考慮到各個方面，兩表不要超過量程，還要燈泡正常工作．更值的注意的是當滑動變阻器兩端的電壓為3V時，滑動變阻器消耗的功率最大．