Question

初中物理电功率

如图所示，已知R1=5Ω，电压表的量程为0~15V，电流表的量程为0~3A，滑动变阻器标有“5A 1A”字样。只合上S1，滑片滑到某处时，电压表的示数为4V，电流表示数为1A；断开S1，合上S、S2，灯正常发光；只合上S2，滑动变阻器连入电路的阻值为2Ω，电流表的示数为0.9A。试求：（1）电源电压为多少？ 2）灯的额定功率为多少瓦？ 3）只合上S2，在变阻器的滑 片允许滑动的范围内， 求滑动变阻器功率的变化范围

Answer 1

解：（1）只合上S1，R1与滑动变阻器串联接入电路，电压表测量滑动变阻器两端的电压，
U1=IR1=1安×5欧=5伏
电源电压U=5伏＋4伏=9伏。
（2）只合上S2，灯与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，滑动变阻器两端的电压U2=IR2=0.9安×2欧=1.8伏
灯的电阻R灯=U灯/I=（9－1.8）伏/0.9安=8欧，
断开S1，合上S、S2，只有灯工作，灯的额定功率P额=U额的平方/R灯=9伏的平方/8欧=10.125瓦。
（3）只合上S2，灯与滑动变阻器串联，
滑动变阻器允许通过的最大电流I=1安，此时滑动变阻器接入电路电阻最小，灯两端电压U灯=IR灯=1安×8欧=8伏。
此时滑动变阻器的功率最小P2=U2I=（9－8）伏×1安=1瓦。
当滑动变阻器阻值达到最大值5欧时，电路中通过的最小电流I'=U/R总=9伏/（8＋5）欧=0.69安
此时滑动变阻器的功率最大P2‘=I’的平方×R2=0.69欧的平方×5欧=2.38瓦。
滑动变阻器功率的变化范围为（1～2.38）瓦。