《2025年同步学习目标与检测九年级物理全一册人教版》

【对点训练 2】如图甲所示的电路,电源电压保持不变。电流表的量程是“0 ～ 0.6 A”,滑动变阻器的规格是“30 Ω 2 A”,小灯泡 L 的额定电流是 0.5 A。将滑动变阻器的滑片 P 移到阻值最大处,闭合开关 S,发现两个电压表的指针偏转角度相同,如图乙所示。移动滑片 P,当小灯泡 L 正常发光时,其中一个电压表的指针又偏转了 13 个小格。在电路安全情况下。

(1) 求小灯泡 L 的额定功率。
(2) 求电路中最大功率。
(3) 求滑动变阻器接入电路的阻值范围。

答案： 答案
(1)1.25 W
(2)3 W
(3)7~30 Ω
解析
(1)由题图甲可知,小灯泡 L 和滑动变阻器是串联的,电压表 $ V_{1} $ 测量的是小灯泡 L 两端的电压,电压表 $ V_{2} $ 测量的是电源电压,当滑片 P 在阻值最大端时,由题图乙知电压表 $ V_{2} $ 的示数是6 V,电压表 $ V_{1} $ 的示数是1.2 V,所以电源电压为6 V,移动滑片 P,当小灯泡 L 正常发光时,其中一个电压表的指针又偏转了13个小格,由于电压表 $ V_{2} $ 的示数不变,只能是电压表 $ V_{1} $ 的指针又偏转了13个小格,而且一定是电压增大了,因为滑动变阻器的电阻变小,电路中的电流变大,导致电压表 $ V_{1} $ 的示数变大,所以小灯泡的额定电压
$ U_{L}=1.2\ V+0.1\ V×13=2.5\ V $
小灯泡的额定功率
$ P_{L}=U_{L}I_{L}=2.5\ V×0.5\ A=1.25\ W $。
(2)电路中的最大电流为小灯泡正常发光时的电流,电路的最大功率
$ P=UI_{L}=6\ V×0.5\ A=3\ W $。
(3)小灯泡正常发光时,滑动变阻器两端的电压最小为
$ U_{min}=U-U_{L}=6\ V-2.5\ V=3.5\ V $
此时滑动变阻器接入电路的电阻最小为
$ R_{min}=\frac{U_{min}}{I_{L}}=\frac{3.5\ V}{0.5\ A}=7\ \Omega $
滑动变阻器接入的阻值越大,电路越安全,故滑动变阻器 R 阻值的变化范围是7~30 Ω。