實驗小組設計瞭如圖所示的電路，已知電源電壓不變，燈泡L標有“2.5V0.3A字樣，其阻值會隨溫度變化，將滑動變...

問題詳情：

實驗小組設計瞭如圖所示的電路，已知電源電壓不變，燈泡L標有“2.5V 0.3A字樣，其阻值會隨溫度變化，將滑動變阻器R2的滑片置於最右端，只閉合開關S1時，電壓表的示數為3V，R1的功率為P1；只閉合開關S1，移動滑片至最左端時，電流表的示數為0.3A，R1的功率為P2；閉合開關S1和S2，移動滑片至某一位置時，電壓表和電流表的示數分別為3V和0.2A，已知P1：P2＝1：4。

（1）燈泡L的額定功率為　   　W；

（2）滑動變阻器的最大阻值為　   　Ω；

（3）在有電流通過燈泡L的情況下，燈泡的最小功率與最大功率之比為　   　。

【回答】

解：（1）燈泡L的額定功率為：PL額＝U額I額＝2.5V×0.3A＝0.75W；

（2）將滑動變阻器R2的滑片置於最右端，只閉合開關S1時，電壓表的示數為3V，R1的功率為P1，如圖*，

只閉合開關S1，移動滑片至最左端時，電流表的示數為0.3A，R1的功率為P2，如圖乙，

閉合開關S1和S2，移動滑片至某一位置時，電壓表和電流表的示數分別為3V和0.2A，如圖*，

因為P1：P2＝1：4，P1：P2＝（I*）2R1：（I乙）2R1＝1：4，

所以*乙兩圖中電流之比為：I*：I乙＝1：2，

又因為I乙＝0.3A，所以I*＝0.15A，

所以滑動變阻器最大阻值為：R2*＝＝＝20Ω。

在*電路中，滑動變阻器接入電路的電阻為：R2*＝＝＝15Ω，

所以電源電壓為：U＝3V+I*R1，

由於乙電路電流為0.3A，所以燈泡正常發光，電壓為2.5V，

所以電源電壓為：U＝2.5V+I乙R1，

所以，3V+I*R1＝2.5V+I乙R1，

3V+0.2A×R1＝2.5V+0.3A×R1，

解得，U＝4V，R1＝5Ω。

（3）在只閉合S1時，燈泡才有電流通過，即*乙兩個電路，

*電路滑動變阻器電阻最大，電路電流最小，燈泡的功率最小，

此時滑動變阻器的電壓為U2*＝3V，R1兩端電壓為U1*＝I*R1＝0.15A×5Ω＝0.75V，

所以燈泡兩端電壓為：UL*＝U﹣U1*﹣U2*＝4V﹣3V﹣0.75V＝0.25V，

燈泡的最小功率為：PL小＝UL*I*＝0.25V×0.15A＝0.0375W，

乙電路滑動變阻器接入電路阻值為零，電路電流最大，最大電流是0.3A，燈泡正常發光，燈泡的功率最大為：PL大＝PL額＝0.75W，

所以，燈泡的最小功率與最大功率之比PL小：PL大＝0.0375w：0.75w＝1：20。

故*為：（1）0.75；（2）20；（3）1：20。

【分析】（1）根據PL額＝U額I額算出燈泡L的額定功率；

（2）首先畫出電路三個過程的電路圖，明確各過程串聯和並聯，明確電壓表和電流表測量的電流，知道功率之比求出電流之比，知道滑動變阻器的電壓和電流，根據歐姆定律求出滑動變阻器的最大電阻。

（3）利用第二和第三過程的電源電壓相等列出等式求出電源電壓和R1的電阻，有電流通過燈泡L的情況下，說明是隻閉合S1的情況下，求出兩種情況下的燈泡的最大功率和最小功率即可。

【點評】對於電學習題有幾個過程畫幾個電路圖，明確電路連線和電壓表電流表測量誰的電壓和電流，並且標出已知量，這是電學最基本的思路，一定要掌握。

知識點：電功率單元測試

題型：計算題