Question

（2013?重慶）如圖所示，電源電壓為18V且保持不變，電壓表的量程為0一15V，電流表的量程為0-0.6A，滑動變阻器的最大阻值100Ω，小燈泡L標(biāo)有“6V3W”字樣，閉合開關(guān)S，當(dāng)燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器的功率為

6

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

24Ω～60Ω

．

Answer 1

分析：由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，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(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據(jù)P=UI和串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出電路中的電流，利用串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動變阻器兩端的電壓，利用P=UI求出滑動變阻器的功率；
（2）根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻，根據(jù)電流表的最大示數(shù)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(lián)電路的電阻特點(diǎn)求出滑動變阻器接入電路的最小值；根據(jù)串聯(lián)電路電阻的分壓特點(diǎn)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(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)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．

解答：解：由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，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(fā)光時的電壓為6V，功率為3W，
∵串聯(lián)電路中各處的電流相等，
∴根據(jù)P=UI可得，電路中的電流：
I=I_L=

PL

UL

=

3W

6V

=0.5A，
∵串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
∴滑動變阻器兩端的電壓兩端的電壓：
U_R=U-U_L=18V-6V=12V，
滑動變阻器的功率：
P=U_RI=12V×0.5A=6W；
（2）燈泡的電阻：
R_L=

UL

IL

=

6V

0.5A

=12Ω，
∵燈泡的額定電流為0.5A，電流表的量程為0.6A，
∴電路中的最大電流為I_max=0.5A，
此時電路中的總電阻：
R_總=

U

Imax

=

18V

0.5A

=36Ω，
∵串聯(lián)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：
R_min=R_總-R_L=36Ω-12Ω=24Ω，
當(dāng)電壓表的示數(shù)為15V時，燈泡兩端的電壓：
U_Lmin=U-U_滑=18V-15V=3V，
電路中的電流：
I_min=

ULmin

RL

=

3V

12Ω

=0.25A，
滑動變阻器接入電路中的最大阻值：
R_max=

URmax

Imin

=

15V

0.25A

=60Ω，
故滑動變阻器R₂接入電路的阻值范圍為24Ω～60Ω．
故答案為：6；24Ω～60Ω．

點(diǎn)評：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是知道燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，容易出錯的地方是電路中最大電流的確定，要考慮燈泡的額定電流．