Question

如图所示，电源电压为9V保持不变，灯L上标有“6V6W”字样，滑动变阻器R1的最大阻值为40Ω，R2=20Ω，灯泡

如图所示，电源电压为9V保持不变，灯L上标有“6V6W”字样，滑动变阻器R1的最大阻值为40Ω，R2=20Ω，灯泡的电阻不变．求：
（1）灯泡的电阻．
（2）当S1断开，S2闭合，滑动变阻器的滑片在最左端时，电路中的电流．
（3）电路工作时消耗的最小功率．

Answer 1

考点：欧姆定律的应用；电功率的计算．

专题：计算题．

分析：（1）只闭合S1时，电路中只有L，而L正常发光，说明电源电压等于L的额定电压；

（2）只闭合S2时，电阻R0与滑动变阻器串联，则根据P=

U 2

R

可求出电路的总功率；

（3）由于电流表和电压表均有量程限制，所以根据最大电流求出滑动变阻器的最小值，根据电压表的最大电压求出滑动变阻器的最大值．

解答：解：（1）只闭合S1，电路中只有L，且L正常发光，则电源电压U=U额=4V；

（2）只闭合S2时，电阻R0与滑动变阻器串联，而此时R滑=

1

2

×20Ω=10Ω，

所以电路消耗的总功率P总=

U 2

R 0

+

R 滑

=

(4V) 2

5Ω+10Ω

≈1.1W

（3）为了保证电流不超过电流表的量程，电路的电流最大为：I=0.6A，根据U=I（R0+R1）即：4V=0.6A（5Ω+R1）

解得滑动变阻器允许接入的最小电阻为：R1≈1.7Ω

为了保证不超过电压表的量程3V，滑动变阻器两端电压最大为：U′=3V，则U0=U-U′=4V-3V=1V，

根据串联分压U′：U0=R2：R0，即：3V：1V=R2：5Ω，解得R2=15Ω

所以滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为：1.7Ω～15Ω

答：（1）电源电压为4V；（2）电路消耗的总功率为1.1W；（3）滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为1.7Ω～15Ω．

点评：该计算题考查了欧姆定律的应用及电功率的有关计算，在确定滑动变阻器接入电阻范围时，要从电流表和电压表的量程入手．

Answer 2

1、灯泡电阻R灯=U额²/P额=（6V）²/6w=6Ω
2、当S1断开，S2闭合，
只有R2串联进电路，滑动变阻器的滑片在最左端时，
电路中只有R2
电路中的电流I=U/R2=9V/20Ω=0.45A
3、电流最小，电阻最大时，电路工作时消耗的功率最小。
R2=20Ω＞R灯，所以当S1断开，S2闭合，滑动变阻器的滑片在最右端时满足条件。这时电路中电流I=U/R=U/(R1+R2)=9V/(40Ω+20Ω)=0.15A
电路工作时消耗的最小功率P=UI=9V*0.15A=1.35w

Answer 3

1、灯泡电阻R灯=U额²/P额=（6V）²/6w=6Ω
2、当S1断开，S2闭合，滑动变阻器的滑片在最左端时，电路中只有R2
电路中的电流I=U/R2=9V/20Ω=0.45A
3、电流最小，电阻最大时，电路工作时消耗的功率最小。
R2=20Ω＞R灯，所以当S1断开，S2闭合，滑动变阻器的滑片在最右端时满足条件。这时电路中电流I=U/R=U/(R1+R2)=9V/(40Ω+20Ω)=0.15A
电路工作时消耗的最小功率P=UI=9V*0.15A=1.35w

Answer 4

(1)由 P=U^2/R 可得 RL=U^2/P=(6v)^2/6W=6Ω
(2)当S1断开，S2闭合，滑动变阻器的滑片在最左端时，灯泡与R2并联在电路中
IL=U/RL=9V/6Ω=1.5A
I2=U/R2=9V/20Ω=0.45A
I=IL+I2=1.5A+0.45A=1.95A
(3)当S1断开，滑动变阻器滑到最右端时，RP和R2串联在电路中，此时总电阻最大，电路中的总电流最小，电路工作时消耗的功率最小，最小为：P=U^2/R'=(9v)^2/(40Ω+20Ω)=1.35W