Question

【题目】如图所示电路，电源电压恒为8V，灯泡L上标有“6V 3W”字样，已知滑动变阻器R的最大电阻为20Ω，电压表的量程为0-15V。若灯泡电阻恒定不变，开关S闭合时：

(1)当滑动变阻器接入电路电阻为多大时，灯泡L正常发光?

(2)当滑动变阻器滑片调到某一位置时，电压表示数为4V，此时灯泡L的实际电功率多大?(计算结果保留两位小数)

(3)在不超过灯泡额定功率的情况下，灯泡的实际可调节的功率范围多大?

Answer 1

【答案】(1)4Ω (2) 1.33W (3)0.75W--3W

【解析】由电路图可知，灯泡L与滑动变阻器串联，电压表测L两端的电压。

（1）因串联电路中各处的电流相等，且灯泡正常发光，所以，由P=UI可得，电路中的电流：I=PL/UL=3W/6V=0.5A，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压：UR =U总-UL=8V-6V=2V，

由I=U/R可得，滑动变阻器接入电路的电阻：R=UR/I=2V/0.5A=4Ω；

（2）灯泡的电阻：RL =UL/I=6V/0.5A=12Ω，当电压表示数为4V时，灯泡L的实际电功率：P实 =U实2/RL=(4V)2/12Ω≈1.33W；

（3）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，灯泡的实际功

率最小，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

所以，电路中的最小电流：I小=U/RL+R大=8V/12Ω+20Ω=0.25A，

灯泡的最小实际功率：PL小 =I小 2RL =（0.25A）2×12Ω=0.75W，

灯泡的最大实际功率和额定功率相等，即为3W，则灯泡的实际可调节的功率范围为0.75W～3W。