Question

【题目】把标有“6V 3W”的小灯泡L与最大阻值为100的滑动变阻器RW连接在总电压恒为18V的电路中，如图所示。电流表和电压表选择的量程分别为“0～0.6A”和“0～15V”。要求闭合开关S后，两电表的示数均不超过所选量程的最大测量值，且灯泡L两端电压不超过额定值（设灯丝电阻不变）。求：

（1）电路允许通过的最大电流？

（2）电路消耗总电功率的最大值？

（3）小灯泡L消耗电功率的最小值？

（4）滑动变阻器RW允许调节的范围是？

Answer 1

【答案】（1）0.5A （2）9W （3）0.75W （4）24Ω60Ω

【解析】

(1)根据P＝UI可得，灯泡的额定电流：IL＝＝0.5A，∵串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为00.6A，∴电路中的最大电流Imax＝0.5A；

(2)电路中的电流最大时，电路消耗的电功率最大，则Pmax＝UImax＝18V×0.5A＝9W；

(3)当电压表的示数U＝15V时，电路中的电流最小，灯泡消耗的电功率最小，根据欧姆定律可得，灯泡的电阻：RL＝＝12Ω，∵串联电路中总电压等于各分电压之和，∴灯泡两端的电压：U′L＝UUV＝18V15V＝3V，电路中的电流：Imin＝＝0.25A，小灯泡L消耗电功率的最小值：PLmin＝U′LImin＝3V×0.25A＝0.75W；

(4)当电路中的电流最大时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，此时电路中的总电阻：

R＝＝36Ω，∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，∴滑动变阻器接入电路中的最小电阻：RWmin＝RRL＝36Ω12Ω＝24Ω，当电压表的示数最大时滑动变阻器接入电路中的电阻最大，则RWmax＝＝60Ω，∴滑动变阻器RW允许调节的范围为24Ω60Ω.

答：(1)电路允许通过的最大电流为0.5A；(2)电路消耗总电功率的最大值为9W；(3)小灯泡L消耗电功率的最小值为0.75W；(4)滑动变阻器RW允许调节的范围是24Ω60Ω.