Question

如图所示，电源电压为6V且保持不变，小灯泡L的规格为”3V 3W”，滑动变阻器的最大阻值为12Ω，电流表的量程为0～3A．
（1）当开关S₁、S₂都断开时，小灯泡L恰能正常发光，R₁的阻值为多大？在10s内电流通过R₁所产生的热量是多少？
（2）当开关S₁、S₂均闭合时，要使电流表安全使用，变阻器接入电路的阻值不得小于多少？R₂的电功率的变化范围是多少？

Answer

（1）Sl、S2断开时，L与R1串联，且L正常发光，可求出灯泡L的电阻和正常工作的电流，再根据欧姆定律，求得串联电路的总电阻．
（2）S1、S2闭合时，L被短路，R1与R2并联，U=U1=U2=6V，电流表测干路的电流，I总≤3A，求出通过滑动变阻器的最小电流，根据，得出最小电阻．
由变阻器R2的阻值范围，再根据求得P的变化范围．
【解析】
（1）RL===3Ω
Sl、S2断开时，L与R1串联，且正常发光
∴I===1A
∴R总===6Ω
∴R1=6Ω-3Ω=3Ω．
Q=I2R1t=（1A）2×3Ω×10S=30J．
（2）S1、S2闭合时，L被短路，R1与R2并联，U1=U2=6V
为使电流表安全使用，必须有I总≤3A，
又I1===2A
∴I2≤1A，即≤1A
∴R2≥6Ω
即变阻器R2的阻值范围为6Ω～12Ω．
∴由p=可知：R2功率范围是：3W～6W．
答：（1）当开关S1、S2都断开时，小灯泡L恰能正常发光，R1的阻值为3Ω．在10s内电流通过R1所产生的热量是30J．
（2）当开关S1、S2均闭合时，要使电流表安全使用，变阻器接入电路的阻值不得小于6Ω．R2的电功率的变化范围是3W-6W．