Question

如图所示，小灯泡L标有“6V 3W”字样，电流表的量程是0～0.6A，电压表的量程是0～10V，滑动变阻器的最大电阻为100Ω．闭合开关，移动滑动变阻器，使电压表的示数为6V，这时灯泡恰好正常发光．求：
（1）小灯泡的电阻；
（2）电源的电压；
（3）试求出在不超过小灯泡额定电压和电压表量程的情况下，小灯泡消耗功率的变化范围．

Answer 1

分析：（1）由灯泡铭牌可知灯泡的额定电压与额定功率，由电功率的变形公式可以求出灯泡电阻．
（2）由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测滑动变阻器两端电压，
灯泡正常发光时电压等于其额定电压，由串联电路特点可以求出电源电压．
（3）当电压表示数为电压表最大测量值时，电路电流最小，灯泡实际功率最小，
由串联电路特点、电功率公式可以求出灯泡的最小电功率．

解答：解：（1）∵P=

U2

R

，∴灯泡电阻R_L=

U 2 L额

PL额

=

(6V)2

3W

=12Ω；
（2）灯泡电压等于其额定电压时，灯泡正常发光，
则电源电压U=U_V+U_L额=6V+6V=12V；
（3）灯泡最大功率等于其额定功率P_最大=P_L额=3W；
电压表的量程是0～10V，当电压表示数为最大值10V时，
电路电流最小，灯泡实际功率最小，此时灯泡两端电压
U_L最小=U-U_V最大=12V-10V=2V，灯泡最小实际功率
P_L最小=

U 2 L最小

RL

=

(2V)2

12Ω

≈0.33W，
小灯泡功率的变化范围是0.33～3W．
答：（1）小灯泡的电阻是12Ω．
（2）电源的电压是12V．
（3）在不超过小灯泡额定电压和电压表量程的情况下，小灯泡消耗功率的变化范围是0.33～3W．

点评：本题考查了求灯泡电阻、电源电压、灯泡实际功率范围问题，熟练应用电功率公式及其变形公式、串联电路特点即可正确解题．