题目内容
如图所示，电灯L1标有“6V 3.6W”的字样，电源电压U=18V，滑动变阻器最大阻值为60Ω．（1）当S、S2闭合，S1断开，滑动变阻器的滑片P位于中点时，灯L2恰好正常发光，电流表的示数为0.3A，求灯L2的额定功率．
（2）当S、S1闭合，S2断开，如果电压表的量程为15V，而电流表的量程满足要求．为了保证电路安全，求滑动变阻器阻值允许变化的范围．
分析：（1）由欧姆定律求得电路的总电阻，减去滑动变阻器连入电路的电阻即为L2的电阻，由P=I2R=
可得L2的额定功率．
（2）当S、S1闭合，S2断开时，L1与滑动变阻器串联，L1两端的电压不能超过6V，电压表的电压不能超过15V，由灯的铭牌求得灯的电流后，求得对应的滑动变阻器连入电路的最小阻值，由串联电路的电压特点求得电压表最大读数时，灯的电压、电流，再求滑动变阻器连入电路的最大阻值．
| U2 |
| R |
（2）当S、S1闭合，S2断开时，L1与滑动变阻器串联，L1两端的电压不能超过6V，电压表的电压不能超过15V，由灯的铭牌求得灯的电流后，求得对应的滑动变阻器连入电路的最小阻值，由串联电路的电压特点求得电压表最大读数时，灯的电压、电流，再求滑动变阻器连入电路的最大阻值．
解答：解：（1）当S、S2闭合，S1断开时，L2与滑动变阻器串联，电路中的电流为0.3A，电源电压为18V，电路的总电阻R=
=
=60Ω，
灯L2的R2=R-
R0=60Ω-30Ω=30Ω，则L2的额定功率P2=I2R2=（0.3A）2×30Ω=2.7W．
答：灯L2的额定功率是2.7W．
（2）当S、S1闭合，S2断开时，L1与滑动变阻器串联，
电灯L1的额定电压为6V，额定功率为3.6W，灯L1工作的额定电流I1=
=
=0.6A，灯L1的电阻R1=
=
=10Ω，
由于灯L1中的电流不能超过它的额定电流，故电路中的电流为灯L1的额定电流，此时电路的总电阻R总=
=
=30Ω，
则滑动变阻器连入的最小电阻R0小=R总-R1=30Ω-10Ω=20Ω；
当滑动变阻器两端的电压为15V时，滑动变阻器连入电路的阻值最大，此时灯L1的电压U1′=U-U0=18V-15V=3V，
此时电路中的电流I′=I1′=
=
=0.3A，则滑动变阻器连入电路的最大阻值R0大=
=
=50Ω．
答：滑动变阻器连入电路的阻值范围为20-50Ω．
| U |
| I |
| 18V |
| 0.3A |
灯L2的R2=R-
| 1 |
| 2 |
答：灯L2的额定功率是2.7W．
（2）当S、S1闭合，S2断开时，L1与滑动变阻器串联，
电灯L1的额定电压为6V，额定功率为3.6W，灯L1工作的额定电流I1=
| P1 |
| U1 |
| 3.6W |
| 6V |
| U1 |
| I1 |
| 6V |
| 0.6A |
由于灯L1中的电流不能超过它的额定电流，故电路中的电流为灯L1的额定电流，此时电路的总电阻R总=
| U |
| I1 |
| 18V |
| 0.6A |
则滑动变阻器连入的最小电阻R0小=R总-R1=30Ω-10Ω=20Ω；
当滑动变阻器两端的电压为15V时，滑动变阻器连入电路的阻值最大，此时灯L1的电压U1′=U-U0=18V-15V=3V，
此时电路中的电流I′=I1′=
| U′1 |
| R1 |
| 3V |
| 10Ω |
| U0 |
| I′ |
| 15V |
| 0.3A |
答：滑动变阻器连入电路的阻值范围为20-50Ω．
点评：本题考查了串联电路的特点、电功率、欧姆定律的综合应用．第（2）要根据电灯和电压表不被损坏来确定电路中的最大、最小电流，再由串联电路的电压、电流特点求解的．注意本题中的物理量较多，要用不同的上下标把每一个物理量表示清楚．
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