如图所示电路，电源电压18V恒定不变，小灯泡工标有“12V”的字样，滑动变阻器的规格为“200Ω1A”，电流表...

问题详情：

如图所示电路，电源电压18V恒定不变，小灯泡工标有“12V”的字样，滑动变阻器的规格为“200Ω 1A”，电流表量程“0～0.6A”电压表量程“0～15V”调节滑动变阻器滑片至某一位置时再闭合开关，小灯泡L恰好正常发光，此时电流2s内对小灯泡L做功12J，不考虑温度对电阻的影响。求：

（1）小灯泡L正常发光时的电流；

（2）滑动变阻器接人电路的阻值在什么范围时才能保*电路的安全；

（3）小灯泡L两端电压为何值时，滑动变阻器消耗的功率最大，最大功率是多少？

【回答】

（1）0.5A（2）12Ω～120Ω（3）9V，3.375W。

【解析】（1）灯泡正常发光时的电压UL=12V，t=2s时电流对小灯泡做的功WL=12J，

由W=UIt可得，小灯泡L正常发光时的电流：

IL===0.5A；

（2）因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A，变阻器允许通过的最大电流为1A，

所以，电路中的最大电流I大=0.5A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，

由I=U/R可得，电路中的总电阻和灯泡的电阻分别为：

R总===36Ω，RL===24Ω，

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：

R小=R总﹣RL=36Ω﹣24Ω=12Ω，

当电压表的示数UR=15V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，

所以，此时灯泡两端的电压：

UL′=U﹣UR=18V﹣15V=3V，

则电路中的最小电流：

I小===A，

则滑动变阻器接入电路中的最大阻值：

R大===120Ω，

则滑动变阻器接人电路的阻值在12Ω～120Ω的范围时才能保*电路的安全；

（3）滑动变阻器消耗的电功率：

PR=URI=（U﹣IRL）I=（18V﹣I×24Ω）I=﹣I2×24Ω+18V×I=3.375W﹣24（I﹣A）2，

当I=A时，滑动变阻器消耗的电功率最大，此时灯泡两端的电压：

UL″=IRL=A×24Ω=9V，

滑动变阻器消耗的最大电功率：

PR大=（U﹣UL″）I=（18V﹣9V）×A=3.375W。

知识点：电功率单元测试

题型：计算题