Question

16．如图，电源电压18V保持不变，电流表量程0-0.6A，电压表量程0-15V，小灯泡上标有“6V 3W”字样，滑动变阻器标有“60Ω 1A”字样，要求开关闭合后，两个电表的示数均不超过所选的量程，且灯泡两端电压不允许超过额定电压，灯丝电阻不变．则该电路的最大功率为9W，滑动变阻器允许调节的范围为24Ω～60Ω．

Answer 1

分析 由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测灯泡两端电压，电流表测电路中的电流．
比较灯泡的额定电流和电流表的量程确定电路中的最大电流，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小、电路消耗的功率最大，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值，根据P=UI求出电路的最大功率；
根据串联电路分压的规律、欧姆定律以及滑动变阻器的最大阻值确定滑动变阻器接入电路中电阻的范围．

解答 解：由P=UI可知，灯泡的额定电流：I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A；
因串联电路中各处的电流相等，且灯泡的额定电流为0.5A，电流表的量程为0～0.6A，所以，电路中的最大电流为0.5A；
由I=$\frac{U}{R}$可知，此时电路中的总电阻：
R=$\frac{U}{{I}_{最大}}$=$\frac{18V}{0.5A}$=36Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R_滑小=R-R_L=36Ω-12Ω=24Ω；
电路消耗的最大功率：P_最大=UI_最大=18V×0.5A=9W；
当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，灯泡分得的电压最小；由欧姆定律可知电路中的电流最小，因此电压表和电流表的示数均在量程之内，故滑动变阻器的接入电路的阻值范围为24Ω～60Ω．
故答案为：9；24Ω～60．

点评 本题关键是根据灯的铭牌和电流表的量程确定电路允许通过的最大电流、从而确定滑动变阻器连入的最小阻值．