Question

如图，电源电压l8V且保持不变，电流表接“0～0.6A”量程，电压表接“0～15V”量程，灯泡上标有“6V 3W”字样，灯丝电阻保持恒定不变．求：
（1）灯泡正常发光时的电流； （2）当电流表的示数为0.4A时，电压表的示数；
（3）为了保证电路的安全，滑动变阻器的最大阻值和允许接入的最小电阻．

Answer

（1）根据灯泡铭牌找出灯泡的额定电压与额定功率，由I=求出灯泡正常发光时的电流；
（2）由功率公式的变形公式求出灯泡的电阻；由欧姆定律求出灯泡两端的电压；由串联电路求出电压表示数；
（3）根据串联电路特点、欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最大阻值与最小阻值，然后确定其范围．
【解析】
（1）由“6V 3W”知，灯泡额定电压是6V，额定功率是3W；
灯泡正常发光时的电流为：I额===0.5A，
答：灯泡正常发光时的电流是0.5A．
（2）灯泡灯丝电阻为RL===12Ω，
当电流表的示数为0.4A时，灯泡两端的电压为：
UL1=I1×RL=0.4A×12Ω=4.8V，
电压表的示数为：UR0=U-UL1=18V-4.8V=13.2V，
答：当电流表的示数为0.4A时，电压表的示数是13.2V．
（3）滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电压表示数应等于15V，
此时灯泡两端电压为：UL2=18V-15V=3V，
此时电路中的电流为I2===0.25A，
滑动变阻器接入电路的最大阻值为：
Rm===60Ω，
由（1）知灯泡正常发光时的电流I额=0.5A，
电流表量程是IA=0.6A，
流过电路的最大电流Im=0.5A，此时电路中的总电阻为：
R总===36Ω，
则滑动变阻器接入电路的最小阻值为
Ra=R总-RL=36Ω-12Ω=24Ω，
答：滑动变阻器的最大阻值是60Ω，允许接入的最小电阻是24Ω．