Question

（2013?荊州）小華同學(xué)用如圖所示的電路進(jìn)行實(shí)驗，已知電源電壓U=12V，燈泡L標(biāo)有“6V、3W”字樣（不計燈絲電阻隨溫度的變化），滑動變阻器R₀標(biāo)有“50Ω、1A”字樣，電流表量程為0.6A，電壓表量程為15V．在實(shí)驗中，為了確保測量準(zhǔn)確，要求電表所測值不小于其量程的

1

3

．要使測量準(zhǔn)確并確保電路安全，求：
（1）燈泡L消耗的最小功率．
（2）滑動變阻器R₀的阻值變化范圍．

Answer 1

分析：（1）由電功率的變形公式求出燈泡電阻；根據(jù)題意求出電路最小電流，然后由電功率公式求出燈泡的最小功率．
（2）根據(jù)電表量程，應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律求出滑動變阻器的阻值變化范圍．

解答：解：（1）∵P=

U2

R

，
∴燈泡電阻R_L=

U 2 L額

PL額

=

(6V)2

3W

=12Ω，
電流表量程為0.6A，電表測量值不小于其量程的

1

3

，
電路最小電流為0.2A，
燈泡的最小功率P_L最小=I_最小²R_L=（0.2A）²×12Ω=0.48W；
（2）∵P=UI，
∴燈泡額定電流I=

PL額

UL額

=

3W

6V

=0.5A，
電流表量程為0.6A，則電路最大電流為I=0.5A，
此時滑動變阻器接入電路的阻值最小，
∵I=

U

R

，
∴R_最小=

U

I最大

=

12V

0.5A

=24Ω，
滑動變阻器接入電路的最小阻值R_滑最小=R_最小-R_L=24Ω-12Ω=12Ω，
此時滑動變阻器兩端電壓為0.5A×12Ω=6V，大于電壓表量程的

1

3

，符合要求；
電流表量程為0.6A，電表測量值不小于其量程的

1

3

，
電路最小電流為0.2A，
此時電路總電阻R=

U

I

=

12V

0.2A

=60Ω，
此時滑動變阻器接入電路的阻值最大，
為60Ω-12Ω=48Ω，
則滑動變阻器接入電路的阻值范圍是12Ω～48Ω；
答：（1）燈泡L消耗的最小功率為0.48W．
（2）滑動變阻器R₀的阻值變化范圍是12Ω～48Ω．

點(diǎn)評：本題是一道電學(xué)綜合計算題，分析清楚電路結(jié)構(gòu)、應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律、電功率公式及其變形公式即可正確解題．