Question

【題目】如右圖所示的電路中，電源電壓為6V且保持不變，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～3V，R1為標有“30Ω 1A”的滑動變阻器，R2=15Ω，燈泡L標有“4V 1.6W”字樣（不考慮溫度對燈絲電阻的影響）。在儀表和燈泡安全工作的情況下，求：

⑴燈泡正常發光時通過的電流；

⑵開關S1斷開，S2和S3閉合時，滑動變阻器R1消耗的最大功率；

⑶開關S1閉合，S2和S3斷開時，滑動變阻器R1允許的取值范圍。

Answer 1

【答案】⑴0.4A；⑵1.2W；⑶5—10Ω

【解析】（1）因為燈泡L標有“4V 1.6W”字樣，所以燈光正常發光通過的電流是：IL =PL額/UL額=1.6W/4V=0.4A；

（2）當開關S1 斷開，S2 和S3 閉合時，R1 與R2并聯，所以通過R2的電流是：

I2 =U/R2=6V/15Ω=0.4A；

滑動變阻器允許通過的最大電流：IP大 =I并大 -I2 =0.6A-0.4A=0.2A，

所以，滑動變阻器消耗的最大功率是：PP大 =UIP大 =6V×0.2A=1.2W；

（3）開關S1 閉合，S2 和S3 斷開時，R1 與燈泡串聯；燈泡的電阻是：RL=UL額/IL額=4V/0.4A=10Ω；

由燈光正常發光通過的電流可知，電路的最大電流為0.4A，滑動變阻器R1 接入電路的阻值最��；根據串聯電路的電阻特點和歐姆定律知道：U/RL+R最小1=0.4A，即：6V/10Ω+R最小1=0.4A，所以：R最小1 =5Ω；

由于電壓表的量程為3V，則變阻器兩間最大電壓為3V，滑動變阻器R1 接入電路的阻值最大；

根據歐姆定律和串聯電路的電阻特點知道：U最大1 =I最小 R最大1 =U/RL+R最大1×R最大1 =3V，即：6V/10Ω+R最大1×R最大1 =3V，所以：R最大1 =10Ω；即滑動變阻器R1 允許的取值范圍為5～10Ω。