题目

如图所示电路，灯L标有“3V0.9W”，电源电压为4.5V，滑动变阻器R上标有“50Ω1A”的字样，电压表量程为0﹣3V，电流表量程为0﹣0.6A，（假设灯L的电阻保持不变）求： （1） 灯L的电阻； （2） 灯L正常工作时滑动变阻器消耗的功率； （3） 为保护所有元件安全滑动变阻器允许接入电路的阻值范围。 答案： 解：灯泡正常发光时的电压UL＝3V，功率PL＝0.9W， 由P＝UI可得，灯L正常工作时的电流： IL＝ PLUL ＝ 0.9W3V ＝0.3A， 由I＝ UR 可得，灯泡的电阻： RL＝ ULIL ＝ 3V0.3A ＝10Ω 答：灯L的电阻为10Ω 解：灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的电阻最小， 串联电路中各处的电流相等， 则此时电路中的总电阻： R总＝ UIL ＝ 4.5V0.3A ＝15Ω， 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电阻： R滑min＝R总﹣RL＝15Ω﹣10Ω＝5Ω； 此时滑动变阻器消耗的功率： P滑＝I2R滑min＝（0.3A）2×5Ω＝0.45W 答：灯L正常工作时滑动变阻器消耗的功率为0.45W 解：当电压表的示数最大为3V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， 则灯泡两端的电压： UL′＝U﹣URmax＝4.5V﹣3V＝1.5V， 因串联电路中各处的电流相等， 所以有 ULRL ＝ URmaxRmax ，即 1.5V10Ω ＝ 3VRmax ， 解得：Rmax＝20Ω， 在（2）中解得Rmin＝5Ω， 故滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是5Ω～20Ω 答：为保护所有元件安全滑动变阻器允许接入电路的阻值范围为5Ω～20Ω

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