Question

急急急求物理学霸帮忙解道电学题！！

如图4所示电路中电源两端电压恒定不变，设灯丝电阻不随温度变化。当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片P置于某一位置时，量程为“0～6V”的电压表的示数为4V，此时标有“6V 3W”字样的小灯泡L正常发光。当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P置于变阻器右端时，小灯泡L仍正常发光。下列计算结果正确的是
A．电源两端电压为12V B．定值电阻R的电阻值为10欧
C．变阻器的最大电阻值为18欧 D．灯泡实际功率的最小值为0.48W

求C选项的过程！不会求....急急急
谢谢了

Answer 1

根据灯泡“6V 3W”可以计算得出灯泡电阻为12Ω，正常工作时电流为0.5A
当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片P置于某一位置时，量程为“0～6V”的电压表的示数为4V，此时滑动变阻器跟灯泡串联，灯泡两端电压为6V（灯泡正常发光），滑动变阻器两端电压为4V（电压表示数），电源电压为6V加4V等于10V。A选项错误
当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P置于变阻器右端时，小灯泡L仍正常发光，此时电路中的电流应为0.5A，电源电压为10V，则电路总电阻为20Ω，则R电阻应该等于总电阻减去灯泡电阻，即20Ω-12Ω=8Ω。B选项错误
滑动变阻器在电路中起保护电路的作用，保护电路中的电流不得超过0.5A（否则灯泡烧坏），同时保证电压表不能超量程。当滑动变阻器阻值取最大值时，电路中的电流最小，但是电压表示数最大，因此只需要保证此时电压表示数不超过量程就可以了。另一方面，为了保证电压表在任何情况下都不超量程，应该考虑开关S1闭合而S2断开的情况（此时若滑动变阻器接入最大阻值，电压表示数一定是最大的），即滑动变阻器与灯泡串联，滑动变阻器两端电压正好为6V，则灯泡两端电压为4V，通过灯泡的电流为4V除以12Ω等于三分之一安培，则流过滑动变阻器的电流也是三分之一安，则滑动变阻器电阻为6V除以三分之一安等于18Ω。C选项正确
当开关S1闭合S2断开，滑动变阻器接入最大阻值是，灯泡的实际功率最小。带入相关数据可以计算出最小实际功率约为0.83W。D选项错误

相关物理题目视频讲解，可以参考题谷网

追问

可是答案是D...

追答

呵呵，个人觉得答案是C，我这个分析应该没有问题

Answer 2

由【当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器的滑片P置于某一位置时，量程为“0～6V”的电压表的示数为4V，此时标有“6V 3W”字样的小灯泡L正常发光。】——可知，R短路，Rl与Rp串联，电路总电压等于个部分电路电压之和
电压表Uv=Up=4V，小灯正常发光UL=6V，则 U=Uv+UL=……=10V
故 A 错误！
因 P=UI I=U/R
则 RL=Ue^2/Pe=……=12Ω
Ip=ILe=Pe/Ue=……=0.5A
故 Rp=Up/Ip=……=8欧姆
由【当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器的滑片P置于变阻器右端时，小灯泡L仍正常发光。】
知Rp短路，RL与R串联，小灯仍正常发光，则 R=Rp=8Ω 故 B 错误！
题中没有条件说明Rp的最大值是多少，无法求解！但Rp最大＞8Ω 故 C 也不正确！
电路总电阻最大时 R总＞RL+R+Rp=……=28Ω
则 I 最小＜U/R总=0.36A
则 PL'最小＜ I 最小^2 RL=……=1.53W ——只有 D 有可能——这还要看Rp的最大值是多少而定！

此题应该是一道不够严谨的选择题！——没有确切的答案！

仅供参考！

追问

我会了！
把Rp RL R 全部串联 此时要使Rp最大 就要使它两端电压最大 是6V 所以RL和R两端电压是4V 此时电流是0.2A Rp就是30欧..这么算灯泡实际功率最小就是0.48..所以D对
不过还是谢谢

追答

哦~！——你是正确的，Rp的最大电阻不应小于30Ω，而不是18Ω！——C也是错误的！
小灯最小功率为0.48W —— 你的分析是正确的！D 正确

祝贺你学会学习啦！

但你采纳了一个错误的答案啊？！

Answer 3

• C选项的过程：滑动变阻器全部联入电路后，它的阻值越大，分配的电压越大，但其最大值不能超出与其并联的电压表的量程6v。

  当开关S1、S2都闭合，且滑动变阻器的滑片P置于最左端时，滑动变阻器分配的电压最大，为6v。由此可得，其最大阻值为：6v/（u灯/r灯）=6v/（10-6）v/12欧=18欧

Answer 4

s2闭合，R短路，电压表示数4V，小灯泡正常发光，所以灯泡电压6V，所以，电源电压为4+6=10V
s2断开，P在右端，滑动变阻器相当于导线，小灯泡仍然正常发光，则R上的电压为4V，并且根据“6v,3w"，可以得到正常发光小灯泡的电流为0.5A，灯泡电阻为6X6/3=12欧，R的电阻为4/0.5=8欧，滑动变阻器最大阻值必须大于R的电阻8欧，依据以上数据，只有C项符合答案。