Question

【題目】如圖所示，電源電壓為6V，小燈泡標有“4V 1.6W”的字樣，定值電阻R=20Ω，不考慮溫度對燈絲電阻的影響，滑動變阻器上標有“0～20Ω，1A”字樣．求：
（1）小燈泡的電阻為多大？
（2）若只閉合S，S1時，要使電路消耗的功率最小，此時滑動變阻器的滑片應向哪端移動？此時消耗最小功率是多少W？
（3）若電流表的測量范圍為0～0.6A，電壓表的測量范圍為0～3V，當只閉合S與S2時，在不損壞用電器的前提下，求滑動變阻器的取值范圍．

Answer 1

【答案】
（1）解：由P= 可知，燈泡電阻：

RL= = =10Ω

（2）解：由圖示電路圖可知，只閉合S，S1時兩電阻串聯(lián)，

由P= 可知，在電壓U一定時，電路總電阻R越大，電路總功率越小，

只閉合S、S1，滑片移至b端時電路總電阻最大，功率最小，

最小功率：P= = =0.9W

（3）解：由P=UI可知，燈泡額定電流：IL= = =0.4A，

由圖示電路圖可知，當只閉合S與S2時燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，

電流表的測量范圍為0～0.6A，燈泡額定電流為0.4A，則電路最大電流：I=0.4A，

由I= 可知，R總最小=RL+R滑= = =15Ω，

滑動變阻器接入電路的最小電阻：R滑最小=R總最小﹣RL=15Ω﹣10Ω=5Ω，

電壓表的測量范圍為0～3V，滑動變阻器兩端最大電壓：U滑最大=3V，

此時滑動變阻接入電路的阻值最大，電路電流最小，

最小電路電流：I最小= = = =0.3A，

由I= 可知，R滑最大= = =10Ω，

滑動變阻器接入電路的阻值范圍是：5Ω～10Ω

【解析】（1）根據(jù)燈牌銘牌確定其額定電壓與額定功率，應用電功率的變形公式可以求出燈泡電阻；（2）分析清楚電路結(jié)構(gòu)，應用串聯(lián)電路特點與電功率公式求出最小電功率；（3）分析清楚電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)題意確定電路最大與最小電流，然后應用串聯(lián)電路特點與歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的最小與最大阻值，再確定其阻值變化范圍．