践行者初中物理电学典题详解第580题
24.如图甲所示，电源电压保持不变，R1是定值电阻，小灯泡L的额定电压为6V且灯丝电阻不随温度变化，滑动变阻器的最大电阻为120Ω。当闭合S1、S3，断开S2，调节R2的滑片，使电压表示数从4V变为9V的过程中，电路总功率变化了6W，其中电压表示数为9V时，电流表示数为0.45A；
（1）定值电阻R1的阻值:
（2）电源电压；
（3）当闭合开关S1、S2，断开开关S3，滑动变阻器R2的滑片在中点时，小灯泡L恰好正常发光,求小灯泡的额定功率；
（4）当闭合S1、S3，断开S2，滑动变阻器R2的电功率P2与电压表示数U1的关系如图乙所示，滑动变阻器 R的滑片在a点、b点时（a，b不一定是两端端点），对应的电压表示数为Ua、Ub，且Ub=4Ua。求：滑动变阻器R2的滑片从a点滑到b点的过程中，R2接入电路的电阻范围。
解析:1当闭合S1、S3，断开S2时:
1.1分析电路图可知:
①L断路，R1与R2串联，
②V测量R1两端电压U1，
③A测量电路中的电流I，
④R2滑片左移接入电路中的阻值变大，右移变小；
1.2当调节R2的滑片时，由题意可知:
①当U1=9V时，I=0.45A，
则R1=U1/I=9V/0.45A=20Ω，
②当U1=4V时，
则I=U1/I=4V/20Ω=0.2A，
③ΔP=6W，则由P=UI可知:ΔP=UΔI，
则U=ΔP/ΔI=6W/(0.45A-0.2A)=24V；
2当闭合开关S1、S2，断开开关S3，滑动变阻器R2的滑片在中点时:
2.1分析电路图可知:
①L与R2串联，
②V测量L两端电压UL，
③A测量电路中的电流I'；
2.2由题意可知:
①R2max=120Ω，则R2=R2max/2=60Ω，
②U=24V，
③L正常发光，且UL额=6V，
则UL=UL额=6V，
I'=(U-UL)/R2=(24V-6V)/60Ω=0.3A，
则PL额=PL=ULI'=6V×0.3A=1.8W；
3当闭合S1、S3，断开S2时:
3.1由乙图可知:
①当U1=Ua时，P2=P，
②当U1=Ub=4Ua时，P2=P，
由P2=U2I=(U-U1)U1/R1可知:
(24V-Ua)×Ua/20Ω=(24V-4Ua)×4Ua/20Ω，
24V-Ua=(24V-4Ua)×4，
解方程得:①Ua=4.8V，
则I=Ua/R1=4.8V/20Ω=0.24A，
R2=(U-Ua)/I=(24-4.8)V/0.24A=80Ω，
②Ub=4Ua=19.2V，I=Ub/R1=19.2V/20Ω=0.96A，
R2=(U-Ub)/I=(24-19.2)V/0.96A=4.8Ω/0.96A=5Ω。
综上:滑动变阻器R2的滑片从a点滑到b点的过程中，R2接入电路的电阻范围为5Ω~80Ω。
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