Question

如圖所示電路，電源兩端電壓U=9V，且保持不變，R為保護(hù)電阻，L為標(biāo)有“6V 3.6W”的小燈泡，不考慮燈絲電阻隨溫度的變化．電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～3V．閉合開(kāi)關(guān)S后，當(dāng)滑片移到最左端時(shí)，燈恰好正常發(fā)光，要求兩電表的示數(shù)均不超過(guò)各自的量程，則保護(hù)電阻R功率變化范圍是    W．

Answer 1

【答案】分析：由圖可知燈泡、電阻及滑動(dòng)變阻器為串聯(lián)，電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器的電壓；已知小燈泡的規(guī)格“6V  3.6W”，則可求出燈泡的電阻及額定電流，比較額定電流及電流表的最大量程，可得出電路中允許通過(guò)的最大電流；當(dāng)滑動(dòng)變阻器阻值接入電路的電阻最大時(shí)，電路中的電流最小，分別求出電路中的電流，根據(jù)P=I²R求出保護(hù)電阻R功率，進(jìn)一步得出其變化范圍．
解答：解：∵P=UI，
∴I_額===0.6A，
燈泡的電阻：
R_L===10Ω；
由圖可知，R_總=R+R_L+R_{滑動(dòng)}，
當(dāng)滑動(dòng)變阻器的連入電阻為零時(shí)，燈正常發(fā)光，
此時(shí)電路中的電流最大為I_max=I_L=I_額=0.6A，
即：I_L===0.6A，
∴R=5Ω，
電阻R的最大功率為P_max=I_max²R=（0.6A）²×5Ω=1.8W；
當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大，
燈泡及保護(hù)電阻上的電壓：
U₁=U-U₂=9V-3V=6V；
電路中的最小電流：
I_min===0.4A，
電阻R的最小功率為P_min=I_min²R=（0.4A）²×5Ω=0.8W；
故保護(hù)電阻R功率變化范圍為0.8～1.8W．
故答案為：0.8～1.8．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定率、電功率的計(jì)算，關(guān)鍵是開(kāi)關(guān)閉合和斷開(kāi)時(shí)電路串并聯(lián)的辨別，難點(diǎn)是保護(hù)電阻R最大和最小實(shí)際電流的判斷．