Question

如图所示，电源电压为6V，小灯泡标有“4V  1.6W”的字样，定值电阻R=20Ω，不考虑温度对灯丝电阻的影响，滑动变阻器上标有“0～20Ω，1A”字样。求：

（1）小灯泡的电阻为多大？

（2）若只闭合S，S₁时，要使电路消耗的功率最小，此时滑动变阻器的滑片应向哪端移动？此时消耗最小功率是多少W？

（3）若电流表的测量范围为0～0.6A，电压表的测量范围为0～3V，当只闭合S与S₂时，在不损坏用电器的前提下，求滑动变阻器的取值范围。

Answer

（1）10Ω；（2）0.9W；（3）5Ω～10Ω

【解析】试题（1）由P=U2/R可知，灯泡电阻：RL=UL2额/PL额=（4V）2/1.6W=10Ω；（2）由图示电路图可知，只闭合S、S1时两电阻串联，由P=U2/R可知，在电压一定时，电路总电阻R越大，电路总功率越小，只闭合S、S1，滑片移至b端时电路总电阻最大，功率最小，最小功率：P=U2/(R+R0最大）=（6V）2/（20Ω+20Ω）=0.9W；（3）由P=UI可知，灯泡额定电流：IL=PL额/UL额=1.6W/4V=0.4A，由图示电路图可知，当只闭合S与S2时灯泡与滑动变阻器串联，电流表的测量范围为0--0.6A，灯泡额定电流为0.4A，则电路最大电流：I=0.4A，由I=U/R可知，R总最小=RL+R滑=U/I最大=6V/0.4A=15Ω，滑动变阻器接入电路的最小电阻：R滑最小=R总最小-RL=15Ω-10Ω=5Ω，电压表的测量范围为0--3V，滑动变阻器两端最大电压：U滑最大=3V，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大，电路电流最小，最小电流：I最小=UL/RL=0.3A，由I=U/R可知，R滑最大=U滑最大/I最小=3V/0.3A=10Ω，滑动变阻器接入电路的阻值范围是：5Ω～10Ω。