在如圖電路中，電源電壓恆定，滑動變阻器的規格為“40Ω1A”。當在AB間接入燈泡L時，閉合開關，當滑片位於中點...

問題詳情：

在如圖電路中，電源電壓恆定，滑動變阻器的規格為“40Ω 1A”。當在AB間接入燈泡L時，閉合開關，當滑片位於中點，燈泡L正常發光，此時燈泡L的電阻值與圖乙的電阻Ra阻值相等，電流表示數為0.5A．若將圖乙中電阻Ra和Rb以不同的連接方式接入AB間時，閉合開關，並調節滑片P，則Ra的最小功率為0.4W：而在通電時間相同情況下，電阻Rb消耗的最小電能為W1，消耗的最大電能為W2．求：

（1）燈泡正常工作時，電壓表的示數；

（2）燈泡的額定功率；

（3）電阻Rb消耗的電能W1和W2之比。

【回答】

解：

由乙圖可知，Ra、Rb的阻值分別為：Ra===10Ω，Rb===25Ω；

（1）當在AB間接入燈泡L時，閉合開關，R與燈泡串聯，當滑片位於中點即R==20Ω，此時電流表測電路電流I=0.5A，電壓表測R兩端電壓，

可得電壓表示數：U滑=IR=0.5A×20Ω=10V；

（2）燈泡正常發光，其額定功率與實際功率相等：

根據題意，此時燈泡的電阻：R燈=Ra=10Ω，

則燈泡的額定功率：P額=P燈=I2R燈=（0.5A）2×10Ω=2.5W；

（3）由P=UI=I2R可知，當電路中電流最小時，定值電阻消耗的電功率最小，

可得當調節滑片P，則Ra的最小功率為Pa小=0.4W時，電阻Ra和Rb是串聯方式接入AB間的，由P=UI可知，此時變阻器接入電路中的電阻最大，

此時電路中的電流：I小===0.2A；

電阻Rb消耗的最小電能為：W1=I小2 Rbt=（0.2A）2×25Ω×t﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，

電源電壓：U=I小R串=0.2A×（10Ω+25Ω+40Ω）=15V；

電阻Ra和Rb以並聯方式接入AB間，由滑動變阻器的規格為“40Ω 1A”，所以電路中最大電流不能超過1A，即當I大=1A時，此時Rb消耗的電功率最大，在相同時間內消耗的電能最大；

由於Ra與Rb並聯，根據分流原理可得： ===，

 而Ia+Ib=I大=1A，故可得Ib=A

知識點：電功率單元測試

題型：計算題