Question

（2013?青島模擬）如圖電路，R₁=18Ω，小燈泡L標(biāo)有“6V 3W”（電阻不變），滑動(dòng)變阻器的最大阻值為50Ω，電流表的量程是0～0.6A，電壓表的量程是0～3V．當(dāng)斷開(kāi)S₂、S₃時(shí)，電流表示數(shù)為0.3A．
求：
（1）小燈泡L的電阻R_L；
（2）電源電壓U；（寫(xiě)出該小題的解題思路后再求解）
（3）只閉合S₂時(shí)，在不超過(guò)電流表、電壓表量程的情況下，小燈泡功率的變化范圍．

Answer 1

分析：（1）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)P=

U2

R

求出小燈泡的電阻；
（2）當(dāng)斷開(kāi)S₂、S₃時(shí)，燈泡與R₁串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流，根據(jù)電阻的串聯(lián)特點(diǎn)和歐姆定律求出電源的電壓；
（3）只閉合S₂時(shí)，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流結(jié)合電流表的量程確定電路中的最大，再利用串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓結(jié)合電壓表的量程可知此時(shí)電壓表的示數(shù)也最大．

解答：解：（1）根據(jù)P=

U2

R

可得，小燈泡的電阻：
R_L=

UL額2

PL額

=

(6V)2

3W

=12Ω；
（2）思路：R=（R_L+R₁）→U=IR；
當(dāng)斷開(kāi)S₂、S₃時(shí)，等效電路如圖1所示：

∵串聯(lián)電路中的總電阻等于各分電阻之和，
∴根據(jù)歐姆定律可得，電源的電壓：
U=I（R_L+R₁）=0.3A×（12Ω+18Ω）=9V；
（3）只閉合S₂時(shí)，等效電路如圖2所示：

燈泡正常發(fā)光時(shí)兩端的電壓為6V，通過(guò)的電流：
I_L=

UL

RL

=

6V

12Ω

=0.5A＜0.6A，
∵串聯(lián)電路中各處的電流相等，
∴電路中的最大電流為0.5A，
∵串聯(lián)電路的總電壓等于各分電壓之和，
∴滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U_滑=U-U_L=9V-6V=3V，即此時(shí)電壓表的示數(shù)達(dá)到最大示數(shù)，
故小燈泡功率只能為3W．
答：（1）小燈泡L的電阻為12Ω；
（2）思路：R=（R_L+R₁）→U=IR；電源的電壓為9V；
（3）只閉合S₂時(shí)，小燈泡的功率只能為3W．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是開(kāi)關(guān)閉合、斷開(kāi)時(shí)電路連接方式的判斷，難點(diǎn)是根據(jù)電表的量程和燈泡的額的電流確定燈泡電功率的范圍．