Question

【題目】如圖所示的電路中，燈L標有“3V 0.9W”、滑動變阻器R上標有“20Ω 1A”的字樣，電壓表量程為0～3V，則燈L正常發光時的電流為_____A．若電源電壓為4.5V，為了保證電路中各元件安全工作，滑動變阻器連入電路中的最小阻值是_____Ω；燈泡L的最小功率會達到_____W．（忽略燈絲電阻的變化）

Answer 1

【答案】0.3 5 0.225

【解析】

（1）燈泡正常工作時的功率和額定功率相等，根據P=UI此時的電流；

（2）比較燈泡正常發光時的電流和電流表的最大示數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，根據歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的最小值；

（2）先求出燈絲的電阻，然后根據當電壓表的示數最大時，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，根據串聯電路的電壓特點求出燈泡兩端的電壓，根據歐姆定律求出電路中的最小電流，利用P=UI求出燈泡消耗的最小總功率。

由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯，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可得，此時的電流：

；

（2）燈泡的電阻：，

因為串聯電路中各處的電流相等，且電流表的量程為0～0.6A，所以電路中的最大電流Imax=0.3A，此時滑動變阻器接入電路中的電阻最大，

電路中的總電阻：，

因為串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，所以滑動變阻器接入電路中的最小阻值：

Rmin=R總﹣RL=15Ω﹣10Ω=5Ω；

（3）當電壓表的示數最大為3V時，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，

此時燈泡兩端的電壓：

UL′=U﹣URmax=4.5V﹣3V=1.5V，

電路中的電流：

，

燈泡的最小功率：Pmin=UImin=1.5V×0.15A=0.225W。