Question

如图所示，电源电压18 V且保持不变，电流表接“0～0.6 A”量程，电压表接“0～15 V”量程，灯泡上标有“6 V 3 W”字样，灯丝电阻保持恒定不变。求：

(1)灯泡正常发光时的电流；

(2)当电流表的示数为0.4 A时，电压表的示数；

(3)为了保证电路的安全，滑动变阻器的最大阻值和允许接入的最小电阻.

Answer 1

解1）灯泡正常发光时的电流为：I_额=P_额/U_额=3W/6V=0.5A

2）灯泡灯丝电阻为R_L=U_额²/P_额=（6V）²/3W=12Ω

当电流表的示数为0.4 A时，灯泡两端的电压为：

U_L1=I₁×R_L=0.4A×12Ω=4.8V

则电压表的示数为：U_R0=U-U_L1=18V-4.8V=13.2V

3）滑动变阻器接入电路的阻值最大时电压表示数应等于15V，此时灯泡两端电压为：

U_L2=18V-15V=3V

   此时电路中的电流为I₂=U_L2/R_L=3V/12Ω=0.25A

滑动变阻器接入电路的最大阻值为：

Rm=Um/I₂=15V/0.25A=60Ω

   电路中的最大电流为Im=0.6A,此时电路中的总电阻为：

    R_总=U/Im=18V/0.6A=30Ω

则滑动变阻器接入电路的最小阻值为

   Ra=R_总-R_L=30Ω-12Ω=18Ω