Question

一只小灯泡上标有“6V 3W”，与滑动变阻器串联连入电路，电源电压为18V并保持不变，电路如图所示，电流表选择量程为0～0.6A，电压表选择量程为0～15V，不考虑温度对灯泡电阻值的影响．

（1）灯泡电阻是多少？

（2）灯泡正常工作时电路的总功率是多少？

（3）在保证器材安全的情况下，滑动变阻器连入电路的最小阻值是多少？

Answer

（1）灯泡电阻是12Ω；

（2）灯泡正常工作时电路的总功率是9W；

（3）在保证器材安全的情况下，滑动变阻器连入电路的最小值是20Ω．

【解析】

试题分析：（1）由灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率，根据P=求出灯泡的电阻；

（2）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电流特点和P=UI求出电路中的电流，利用P=UI求出电路的总功率；

（3）比较灯泡正常发光时的电流和电流表的量程确定电路中的最大电流，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值．

【解析】
（1）由P=可得，灯泡的电阻：

RL===12Ω；

（2）因串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光，

所以，由P=UI可得，灯泡正常发光时电路中的电流：

I=IL===0.5A，

电路的总功率：

P=UI=18V×0.5A=9W；

（3）灯泡正常发光时的电流为0.5A，电流表的量程为0～0.6A，

则电路中的最大电流为0.5A，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，

由I=可得，电路中的总电阻：

R===32Ω，

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：

R滑=R﹣RL=32Ω﹣12Ω=20Ω．

答：（1）灯泡电阻是12Ω；

（2）灯泡正常工作时电路的总功率是9W；

（3）在保证器材安全的情况下，滑动变阻器连入电路的最小值是20Ω．