Question

【題目】如圖所示，電源電壓為18 V且保持不變，電壓表的量程為0～15 V，電流表的量程為0～0.6 A，滑動變阻器的最大阻值為100 Ω，小燈泡L標有“6 V　3 W”字樣．閉合開關S，當燈泡正常發光時，滑動變阻器的功率為_____W；若燈泡的電阻不變，在保證電路各元件安全的情況下，滑動變阻器連入電路中的阻值變化范圍為_____．

Answer 1

【答案】6 24Ω～60Ω

【解析】

由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流。

（1）燈泡正常發光時的電壓和額定電壓相等，根據和串聯電路的電流特點求出電路中的電流，利用串聯電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓，利用求出滑動變阻器的功率；

（2）根據歐姆定律求出燈泡的電阻，根據電流表的最大示數和燈泡的額定電流確定電路中的最大電流，利用歐姆定律求出電路的最小電阻，利用串聯電路的電阻特點求出滑動變阻器接入電路的最小值；

根據串聯電路電阻的分壓特點可知滑動變阻器接入電路的電阻最大時兩端的電壓為15V，根據串聯電路的電壓特點求出燈泡兩端的電壓，利用歐姆定律求出電路中的電流，再利用歐姆定律求出滑動變阻器R2接入電路的最大值，即可得出滑動變阻器接入電路的阻值范圍。

由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流。

（1）燈泡正常發光時的電壓為6V，功率為3W，串聯電路中各處的電流相等，根據可得，電路中的電流：；

串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，滑動變阻器兩端的電壓：

，

滑動變阻器的功率：；

（2）燈泡的電阻：，燈泡的額定電流為0.5A，電流表的量程為0.6A，所以電路中的最大電流為，

此時電路中的總電阻：，

由于串聯電路中總電阻等于各分電阻之和，滑動變阻器接入電路中的最小值：

；

當電壓表的示數為15V時，燈泡兩端的電壓：，

電路中的電流：，

滑動變阻器接入電路中的最大阻值：，

故滑動變阻器R2接入電路的阻值范圍為24Ω～60Ω。