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2.如圖所示,燈泡R1的電阻為50Ω、額定功率為2.5W,滑動變阻器R2的最大電阻為200Ω,電源電壓為12V保持不變,閉合開關,不考慮燈泡電阻隨溫度的變化,移動變阻器的滑片P可控制燈的亮度,求:
(1)燈泡R1消耗的最大功率是多少?
(2)電壓表的讀數變化范圍是多少?

分析 由電路圖可知,燈泡R1與滑動變阻器R2串聯,電壓表測R2兩端的電壓.
(1)當滑片位于a端時,電路為R1的簡單電路,其消耗的電功率最大,根據P=U2R求出最大功率;
(2)當滑片位于a端時電壓表被短路,示數為0;當滑片位于b端時電壓表的示數最大,根據電阻的串聯和歐姆定律求出電路中的電流,再根據歐姆定律求出電壓表的示數,進一步得出答案.

解答 解:由電路圖可知,燈泡R1與滑動變阻器R2串聯,電壓表測R2兩端的電壓.
(1)R1兩端電壓最大可為12V時,消耗功率最大,此時變阻器接入電阻應該調整為零.
燈泡R1消耗的最大功率:P1=U2R1=\frac{(12V)^{2}}{50Ω}=2.88W;
(2)電壓表測滑動變阻器兩端電壓,最小電壓為0V,
當變阻器接入阻值最大時,電壓最大.此時電流為:
I=\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}}=\frac{12V}{50Ω+200Ω}=0.048A,
Umax=IR2=0.048A×200Ω=9.6V,
電壓表的讀數范圍是0-9.6V;
答:(1)燈泡R1消耗的最大功率是2.88W.
(2)電壓表的讀數變化范圍是:0-9.6V.

點評 本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用,要注意燈泡R1消耗最大功率的判斷.

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