Question

如图甲所示，电源电压可调，小灯泡的额定电压是6V，电源电压调至12V，滑动变阻器标有“20Ω 2A”。闭合S₁和S₂，调节滑片P进行测量，并画出如图乙所示的U﹣I图象。当电压表示数为6V时，断开S₂，发现电压表示数变为8V．求：

（1）小灯泡的额定功率是多大？

（2）R₀的阻值是多大？

（3）采用图甲中的电路，通过改变电源电压、开关的状态，并结合移动滑片P，总能让小灯泡正常发光。求电源电压的变化范围。

Answer

（1）3.6W；（2）15Ω；（3）6V﹣27V。

【解析】

（1）闭合S1和S2，灯与变阻器串联，电压表测灯的电压，电压表示数为6V时，灯正常发光，由图乙知电流为0.6A，则灯的额定电功率为：

P＝ULIL＝6V×0.6A＝3.6W

（2）由串联电路的规律及欧姆定律可得，变阻器连入电路的电阻：

当断开S2时，灯、定值电阻、变阻器串联，电压表测灯与定值电阻的电压，电压表示数变为8V，由串联电路的规律及欧姆定律，电路的电流为：

由图知，此时灯的电压为2V，根据串联电路的规律及欧姆定律得，定值电阻：

（3）灯正常发光时的电流为0.6A，根据U＝IR可知，当灯与定值电阻串联后再与变阻器最大电阻串联时，电源电压最大，这时灯的电压为6V，由欧姆定律，定值电阻与变阻器的电压为：

U″＝IL（R0+R滑大）＝0.6A×（15Ω+20Ω）＝21V

由串联电路电压的规律可得，让小灯泡正常发光的最大电源电压：

U大＝UL+U″＝6V+21V＝27V

这时电压表示数为：

UV＝UL+ILR0＝6V+0.6A×15Ω＝15V

没有超过电压表最大量程；当变阻器与灯串联时，若变阻器连入电路的电阻为0时，电源电压最小6V，故总能让小灯泡正常发光电源电压的变化范围为6V﹣27V。