Question

【題目】如圖所示的電路中，電源電壓恒定不變，燈泡L標(biāo)有“8V 4W”，定值電阻R1的阻值為4Ω，滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為100Ω，電壓表的量程為0~15V，當(dāng)電壓表的示數(shù)為10V時(shí)，燈泡恰好正常發(fā)光，忽略溫度變化對(duì)燈泡電阻的影響，求：

（1）電源的電壓U；

（2）滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻值為30Ω時(shí)，燈泡消耗的實(shí)際功率；

（3）在不超過燈泡額定電壓和電壓表量程的情況下，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值的變化范圍。

Answer 1

【答案】（1）20V；（2）2.56W；（3）

【解析】

本題考查含滑動(dòng)變阻器的動(dòng)態(tài)電路計(jì)算，關(guān)鍵是把動(dòng)態(tài)問題化為靜態(tài)問題。

(1)由題意可知，電壓表的示數(shù)為10V時(shí)，燈泡恰好正常發(fā)光，則有

燈泡的額定電流

燈泡電阻

燈泡正常發(fā)光時(shí)，定值電阻R1兩端的電壓：

電源的電壓

(2)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻值為30Ω時(shí)，電流大小

燈泡消耗的實(shí)際功率

(3)向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為10V時(shí)，燈泡恰好正常發(fā)光此時(shí)R2的電阻為

電壓表示數(shù)達(dá)到U0=15V時(shí)，電路中電流

滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值為

由電壓表示數(shù)

得：

由上式可知：R2與電壓表示數(shù)U為單調(diào)遞增關(guān)系，當(dāng)電壓表示數(shù)由10V增加至15V的過程中，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值R2由20Ω逐漸增加至60Ω。

由題意可知：

答：(1) 電源的電壓為20V；

(2)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻值為30Ω時(shí)，燈泡消耗的實(shí)際功率為2.56W；

(3) 在不超過燈泡額定電壓和電壓表量程的情況下，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值的變化范圍為。