Question

6．如圖所示的電路中，電源電壓恒為18V，小燈泡L上標(biāo)有“6V 3W”字樣，電阻R的阻值為38Ω，電流表A的量程取0～0.6A，問：（設(shè)燈泡電阻保持不變）
（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是多少？
（2）閉合開關(guān)S后，小燈泡的實(shí)際功率是多少？
（3）現(xiàn)用標(biāo)有“40Ω 1A”字樣的滑動(dòng)變阻器R₁替換電阻R，為使電路中各元件安全，求變阻器R₁連入電路的阻值范圍．

Answer 1

分析 （1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的功率和額定功率相等，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻；
（2）根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流，利用P=I²R求出小燈泡的實(shí)際功率；
（3）根據(jù)歐姆定律求出燈泡的額定電流，然后與滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流相比較確定電路中的最大電流，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出變阻器接入電路中的最小阻值，然后得出答案．

解答 解：（1）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻：
R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω；
（2）閉合開關(guān)S后，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{U}{{R}_{L}+R}$=$\frac{18V}{12Ω+38Ω}$=0.36A，
小燈泡的實(shí)際功率：
P_L′=I²R_L=（0.36A）²×12Ω=1.5552W；
（3）滑動(dòng)變阻器R₁替換電阻R后，
燈泡的額定電流：
I_L=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{6V}{12Ω}$=0.5A＜1A，
所以，電路中的最大電流I_大=0.5A，
電路中的總電阻：
R_總=$\frac{U}{{I}_{大}}$=$\frac{18V}{0.5A}$=36Ω，
滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值：
R₁=R_總-R_L=36Ω-12Ω=24Ω，
所以，變阻器R₁連入電路的阻值范圍為24Ω～40Ω．
答：（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是12Ω；
（2）閉合開關(guān)S后，小燈泡的實(shí)際功率是1.5552W；
（3）變阻器R₁連入電路的阻值范圍為24Ω～40Ω．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的靈活運(yùn)用，會(huì)確定電路中的最大電流較關(guān)鍵．