Question

如图所示,电源电压恒定不变,小灯泡L上标有“6V  3W”字样,已知R₁=12Ω,滑动变阻器R₂的最大阻值为20Ω,电流表量程为0-0.6A,电压表量程为0-3V.灯泡电阻不随温度变化,求:

(1)闭合S₁、S₂,断开S₃,滑动变阻器滑片在最右端时, 电路的总电阻是多少?
(2)保持滑片P不动,断开S₁、S₂、S₃,此时灯泡的实 际功率为0.75W,求电源电压是多大?
(3)只闭合S₃,要保证电路中各元件安全,求滑动变阻 器R₂的取值范围。

Answer 1

（1）7.5Ω（2）8V（3）4Ω≤R₂≤7.2Ω

试题分析：（1）此时R₁与R₂并联，总电阻R=R₁R₂/（R₁＋R₂）=12Ω×20Ω/（12Ω＋20Ω）=7.5Ω
（2）此时L与R₂串联，灯泡电阻为
R_L=U_额²/P_额=（6V）²/3W=12Ω由P=I²R_L有I=0.25A，
电源电压U=IR_总=I（R_L＋R₂）=0.25A×（12Ω＋20Ω）=8V。
（3）此时R₂与L串联，电压表测R₂两端电压，要电压表安全，R₂两端电压要小于等于3V，有U₂=IR₂=×R₂≤3V 解得R₂≤7.2Ω，要灯泡安全，通过灯泡电流I_L≤I_额，I_额=P_额/U_额=0.5A有I_L=U/（ R_L＋R₂）= ≤0.5A 解得R₂≥4Ω，因此R₂的取值范围为4Ω≤R₂≤7.2Ω