Question

（2013?青岛模拟）如图电路，R₁=18Ω，小灯泡L标有“6V 3W”（电阻不变），滑动变阻器的最大阻值为50Ω，电流表的量程是0～0.6A，电压表的量程是0～3V．当断开S₂、S₃时，电流表示数为0.3A．
求：
（1）小灯泡L的电阻R_L；
（2）电源电压U；（写出该小题的解题思路后再求解）
（3）只闭合S₂时，在不超过电流表、电压表量程的情况下，小灯泡功率的变化范围．

Answer 1

分析：（1）知道灯泡的额定电压和额定功率，根据P=

U2

R

求出小灯泡的电阻；
（2）当断开S₂、S₃时，灯泡与R₁串联，电流表测电路中的电流，根据电阻的串联特点和欧姆定律求出电源的电压；
（3）只闭合S₂时，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端的电压，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出灯泡正常发光时的电流结合电流表的量程确定电路中的最大，再利用串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压结合电压表的量程可知此时电压表的示数也最大．

解答：解：（1）根据P=

U2

R

可得，小灯泡的电阻：
R_L=

UL额2

PL额

=

(6V)2

3W

=12Ω；
（2）思路：R=（R_L+R₁）→U=IR；
当断开S₂、S₃时，等效电路如图1所示：

∵串联电路中的总电阻等于各分电阻之和，
∴根据欧姆定律可得，电源的电压：
U=I（R_L+R₁）=0.3A×（12Ω+18Ω）=9V；
（3）只闭合S₂时，等效电路如图2所示：

灯泡正常发光时两端的电压为6V，通过的电流：
I_L=

UL

RL

=

6V

12Ω

=0.5A＜0.6A，
∵串联电路中各处的电流相等，
∴电路中的最大电流为0.5A，
∵串联电路的总电压等于各分电压之和，
∴滑动变阻器两端的电压U_滑=U-U_L=9V-6V=3V，即此时电压表的示数达到最大示数，
故小灯泡功率只能为3W．
答：（1）小灯泡L的电阻为12Ω；
（2）思路：R=（R_L+R₁）→U=IR；电源的电压为9V；
（3）只闭合S₂时，小灯泡的功率只能为3W．

点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，关键是开关闭合、断开时电路连接方式的判断，难点是根据电表的量程和灯泡的额的电流确定灯泡电功率的范围．