Question

6．如圖所示的電路中，電源電壓恒為18V，小燈泡L上標有“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)光時的電阻是多少？
（2）閉合開關(guān)S后，小燈泡的實際功率是多少？
（3）現(xiàn)用標有“40Ω 1A”字樣的滑動變阻器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，此時滑動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，
小燈泡的實際功率：
P_L′=I²R_L=（0.36A）²×12Ω=1.5552W；
（3）滑動變阻器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)光時的電阻是12Ω；
（2）閉合開關(guān)S后，小燈泡的實際功率是1.5552W；
（3）變阻器R₁連入電路的阻值范圍為24Ω～40Ω．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的靈活運用，會確定電路中的最大電流較關(guān)鍵．