Question

如左图所示电路，电源电压可调，小灯泡标有“6V 0.5A”字样，小灯泡的I-U图像如右图所示。电流表量程为0~0.6A，电压表的量程为0~15V，滑动变阻器R₁的规格为“50Ω 1A”。

（1）电源电压调至6V，只闭合开关S、S₁，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，电流表示数为0.6A，求电压表的示数和R₂的阻值；

（2）电源电压调至18V，只闭合开关S，为保证电路安全，求滑动变阻器的取值范围；

（3）电源电压调至15V，闭合开关S、S₁、S₂，调节滑动变阻器使电流表达到最大值，求小灯泡的电功率和整个电路消耗的最大功率。

Answer

（1）0,60Ω；（2）24Ω~50Ω；（3）0,9W

【解析】

(1)闭合S、S1，灯L正常发光 ，U灯=6V ，电压表测滑动变阻器电压。

滑动变阻器的电压为

U滑=U总-UL=6V-6V=0

L与R2并联，所以R2中的电流为

I2=I-IL=0.6A-0.5A=0.1A

R2的阻值为

(2)只闭合S时，R1与L串联，U总2=18V

当电流最大时，R1阻值最小，为保证电路安全，IL最大为0.5A,电流表最大为0.6A，取IL=0.5A，UL=6v，所以滑动变阻器的电压为

U滑2=U总2-UL=18V-6V=12V

滑动变阻器R1的阻值最小为

当电压表示数最大时，R1阻值最大，U’1=15V，所以灯泡的电压为

U’L=U’总-U’1=18V-15V=3V

如图乙可知，此时灯泡的电流为I’=0.3A，所以滑动变阻器电阻的最大值为

所以滑动变阻器取值范围为24Ω~50Ω。

(3)S、S1、S2都闭合，灯L短路，所以P灯=0；R1、R2并联，电流最大为I=0.6A，所以最大功率为

答：(1) 电压表的示数为0，R2的阻值为60Ω；

(2) 滑动变阻器的取值范围为24Ω~50Ω；

(3) 小灯泡的电功率为0，整个电路消耗的最大功率为9W。