Question

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？

Answer 1

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=$\frac{{U}^{2}}{R}$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=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{1}}$=$\frac{（12V）^{2}}{50Ω}$=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，
U_max=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．