Question

【题目】如图所示，电源电压为6V，小灯泡标有“4V，1.6W”的字样，定值电阻R=20Ω，不考虑温度对灯丝电阻的影响，滑动变阻器上标有“20Ω，1A”字样。求：

（1）小灯泡的电阻为多大？

（2）若只闭合S，S1时，要使电路消耗的功率最小，此时滑动变阻器的滑片应滑到哪个位置？此时消耗最小功率是多少W？

（3）若电流表的测量范围为0～0.6A，电压表的测量范围为0～3V，当只闭合S与S2时，在不损坏用电器的前提下，求滑动变阻器的取值范围。

Answer 1

【答案】（1）10Ω；（2）滑片移至b端，0.9W；（3）5Ω～10Ω

【解析】试题分析：（1）由P=U2/R可知，灯泡电阻：RL =U2L额/PL额=(4V)2/1.6W=10Ω；

（2）由图示电路图可知，只闭合S，S1时两电阻串联，由P=U2R可知，在电压U一定时，电路总电阻R越大，电路总功率越小，只闭合S、S1，滑片移至b端时电路总电阻最大，功率最小，

最小功率：P=U2/R+R0最大=(6V)2/20Ω+20Ω=0.9W；

（3）由P=UI可知，灯泡额定电流：IL=PL额/UL额=1.6W/4V=0.4A，

由图示电路图可知，当只闭合S与S2 时灯泡与滑动变阻器串联，

电流表的测量范围为0～0.6A，灯泡额定电流为0.4A，则电路最大电流：I=0.4A，

由I=U/R可知，R总最小=RL +R滑=U/I最大=6V/0.4A=15Ω，

滑动变阻器接入电路的最小电阻：R滑最小=R总最小-RL=15Ω-10Ω=5Ω，

电压表的测量范围为0～3V，滑动变阻器两端最大电压：U滑最大=3V，

此时滑动变阻接入电路的阻值最大，电路电流最小，

最小电路电流：I最小=UL/RL=UU滑最大RL=6V3V/10Ω=0.3A，

由I=U/R可知，R滑最大=U滑最大/I最小=3V/0.3A=10Ω，

滑动变阻器接入电路的阻值范围是：5Ω～10Ω