Question

【题目】如图电路，电源电压和小灯泡电阻不变，小灯泡L标有“12V6W”字样，滑动变阻器的最大阻值24Ω，当开关S1、S2都闭合，小灯泡L正常发光，电流表的示数为0.8A．求：

（1）R1的阻值和通电5min电流通过R1做的功

（2）当S1、S2都断开时，求小灯泡功率的变化范围．

Answer 1

【答案】（1）1080J；（2）1.5W～6W．

【解析】（1）当开关S1 、S2 都闭合时，L与R1 并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路两端的电压相等，且额定电压下灯泡正常发光，所以，电源的电压U=UL =12V，由P=UI可得，通过灯泡的电流：IL =PL/UL=6W/12V=0.5A，

因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过R_1 的电流：

I1 =I-IL =0.8A-0.5A=0.3A，

由I=U/R可得，R1 的阻值：R1 =U/I1=12V/0.3A=40Ω，通电5min电流通过R1 做的功：W1 =UI1 t=12V×0.3A×5×60s=1080J；

（2）灯泡的电阻：RL =UL/IL=12V/0.5A=24Ω，

当S1 、S2 都断开时，L与R2 串联，滑动变阻器接入电路中的电阻最小时，灯泡正常发光，功率最大为6W，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，灯泡的电功率最小，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

所以，电路中的电流：I′=U/RL+R2=12V/24Ω+24Ω=0.25A，

灯泡的最小功率：PL ′=（I′）2 RL =（0.25A）2 ×24Ω=1.5W，

所以，小灯泡功率的变化范围为1.5W～6W。