Question

小华同学用如图所示的电路进行实验，已知电源电压U=12V，灯泡L标有“6V、3W”字样（不计灯丝电阻随温度的变化），滑动变阻器R₀标有“50Ω、1A”字样，电流表量程为0.6A，电压表量程为15V．在实验中，为了确保测量准确，要求电表所测值不小于其量程的．要使测量准确并确保电路安全，求：

（1）灯泡L消耗的最小功率．
（2）滑动变阻器R₀的阻值变化范围．

Answer 1

（1）灯泡L消耗的最小功率为0.45W．
（2）滑动变阻器R₀的阻值变化范围是8Ω～50Ω．

试题分析：（1）由电功率的变形公式求出灯泡电阻；当滑动变阻器全部接入电路时，电路电流最小，灯泡实际功率最小，由串联电路特点及电功率公式可以求出灯泡的最小功率．
（2）根据电表量程，应用串联电路特点及欧姆定律求出滑动变阻器的阻值变化范围
（1）∵P=，
∴灯泡电阻R_L===12Ω，
电路最小电流I_最小===A，
灯泡的最小功率P_L最小=I_最小²R_L=×12Ω≈0.45W；
（2）电流表量程为0.6A，则电路最大电流为I=0.6A，
此时滑动变阻器接入电路的阻值最小，
∵I=，
∴R_最小===20Ω，
滑动变阻器接入电路的最小阻值R_滑最小=R_最小﹣R_L=20Ω﹣12Ω=8Ω，
则滑动变阻器接入电路的阻值范围是8Ω～50Ω；
点评：本题是一道电学综合计算题，分析清楚电路结构、应用串联电路特点、欧姆定律、电功率公式及其变形公式即可正确解题．