Question

圖是某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)的調(diào)光臺(tái)燈電路圖，小燈泡的額定電壓為12V，電源電壓保持不變．閉合開關(guān)S，滑動(dòng)變阻器的滑片從a端滑到b端的過程中，小燈泡兩端的電壓變化范圍是3～12V，因?yàn)闊艚z電阻隨溫度升高而增大，所以小燈泡的電流變化范圍是1～2A．試求：
（1）小燈泡的額定功率是多少？
（2）滑動(dòng)變阻器的最大電阻是多少？
（3）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電阻為5Ω時(shí)，電路的總功率是14.4W，此時(shí)滑動(dòng)變阻器消耗的功率是多少？

Answer 1

解：（1）根據(jù)題意可知，電源電壓等于燈泡的額定電壓，當(dāng)燈泡兩端電壓為12V時(shí)，電路中電流為2A，因此燈泡的額定功率：
P=UI=12V×2A=24W；
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大時(shí)，燈泡兩端電壓為3V，滑動(dòng)變阻器兩端電壓為12V-3V=9V，電路中的電流為1A，
則滑動(dòng)變阻器的最大阻值：R==9Ω；
（3）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電阻為5Ω時(shí)，電路中的電流：I===1.2A，
此時(shí)滑動(dòng)變阻器消耗的功率：P=I²R=（1.2A）²×5Ω=7.2W．
答：（1）小燈泡的額定功率是24W；
（2）滑動(dòng)變阻器的最大電阻是9Ω；
（3）當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電阻為5Ω時(shí)，電路的總功率是14.4W，此時(shí)滑動(dòng)變阻器消耗的功率是7.2W．
分析：（1）根據(jù)小燈泡兩端電壓變化范圍可知，當(dāng)燈泡兩端電壓為12V時(shí)，電路中的電流最大，并且等于燈泡的額定功率，因此根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率；
（2）滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大時(shí)，電路中的電流最小，根據(jù)電路特點(diǎn)和歐姆定律即可求出滑動(dòng)變阻器的阻值；
（3）先根據(jù)實(shí)際功率和P=UI求出電路的電流，然后根據(jù)P=I²R求出變阻器消耗的功率．
點(diǎn)評(píng)：本題考查歐姆定律變形公式、功率的計(jì)算公式的應(yīng)用，難點(diǎn)在于如何分析得出電壓與電流的對(duì)應(yīng)值，以及電源電壓，對(duì)學(xué)生的分析能力要求較高．