Question

【題目】如圖所示，電源電壓和小燈泡的阻值均保持不變。小燈泡L標有“4V 1.6W“字樣，電阻R1=20Ω，滑動變阻器R2允許通過的最大電流為1A，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～3V。

（1）只閉合開關S2時，電壓表的示數為2V，則電源電壓和電阻R1消耗的電功率分別是多少？

（2）在不損壞各電路元件的情況下，若閉合所有開關，滑動變阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比為2：1，則只閉合開關S3，小燈泡L消耗的電功率變化范圍是多少？

Answer 1

【答案】電功率為0.8W；范圍是0.4W～0.9W。

【解析】（1）小燈泡L標有“4V 1.6W“字樣，根據計算燈泡的電阻為：

，

當電壓表的示數為2V時，電路中的電流為：，

電源電壓為：，

R1消耗的電功率為：

（2）如圖開關都閉合時，R1與R2并聯，根據題意R2通過最大電流為電流表的量程，即0.6A，功率為：

滑動變阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比為2：1，所以最小功率為：

，

根據得，滑動變阻器的最大阻值為：

只閉合開關S3，燈與R2串聯，當電壓表示數為3V時，燈的功率最大為：

當滑動變阻器接入電路電阻最大時，燈的功率最小，此時電路中電流為：

此時燈的最小功率為：

故小燈泡L消耗的電功率變化范圍是0.4W～0.9W。