解题思路:(1)由题意可知,小灯泡额定电压小于电源电压,所以必须串联电阻分压.
(2)已知灯泡的额定电压和额定功率,根据公式R=
U
2
P
先计算灯泡的电阻,当滑片在最左端时,滑动变阻器接入电路电阻为0,灯泡的功率最大,可以求出定值电阻两端的电压,进一步求出电阻的大小,当P在最右端时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,灯泡功率最小,求出灯泡的实际电压,进一步求出电路电流,根据欧姆定律求出电路总电阻,从而求出滑动变阻器的最大阻值.
(1)灯泡、定值电阻和滑动变阻器串联,电路图如如图所示,
(2)灯L的电阻:RL=
U2L
PL=
(5V)2
5W=5Ω,
P在R'左端时,滑动变阻器接入电路的电阻值为零,灯L的功率为最大,其值为5W,R1两端电压
U1=U-UL=9V-5V=4V,
R1=
U1•RL
UL=[4V×5Ω/5V]=4Ω,
P在R'右端时,滑动变阻器接入电路的电阻值为最大值,L的功率最小:PL'=1.25W
此时L两端的电压为UL',由
U2L
PL=
U′2L
P/L,得UL'=2.5V,
电流I′=
U/L
RL=[2.5V/5Ω]=0.5A,
电路总电阻R总=[U
I/=
9V/0.5A]=18Ω,
所以滑动变阻器的最大阻值为:R'max=R总-R1-RL=9Ω.
答:定值电阻的阻值和滑动变阻器的最大阻值分别为4Ω和9Ω.
点评:
本题考点: 电路图设计;串联电路的电压规律;欧姆定律的应用;电功率的计算.
考点点评: 本题考查电路的设计和欧姆定律的应用,难点是设计电路图,关键是各种公式及其变形的灵活运用,还要知道串联电路的电压规律.