Question

【題目】如圖所示，電源電壓為6V，小燈泡標有“4V 1.6W”的字樣，定值電阻R=20Ω，不考慮溫度對燈絲電阻的影響，滑動變阻器上標有“0～20Ω，1A”字樣．求：
（1）小燈泡的電阻為多大？
（2）若只閉合S，S1時，要使電路消耗的功率最小，此時滑動變阻器的滑片應向哪端移動？此時消耗最小功率是多少W？
（3）若電流表的測量范圍為0～0.6A，電壓表的測量范圍為0～3V，當只閉合S與S2時，在不損壞用電器的前提下，求滑動變阻器的取值范圍．

Answer 1

【答案】
（1）解：由P= 可知，燈泡電阻：

RL= = =10Ω

（2）解：由圖示電路圖可知，只閉合S，S1時兩電阻串聯，

由P= 可知，在電壓U一定時，電路總電阻R越大，電路總功率越小，

只閉合S、S1，滑片移至b端時電路總電阻最大，功率最小，

最小功率：P= = =0.9W

（3）解：由P=UI可知，燈泡額定電流：IL= = =0.4A，

由圖示電路圖可知，當只閉合S與S2時燈泡與滑動變阻器串聯，

電流表的測量范圍為0～0.6A，燈泡額定電流為0.4A，則電路最大電流：I=0.4A，

由I= 可知，R總最小=RL+R滑= = =15Ω，

滑動變阻器接入電路的最小電阻：R滑最小=R總最小﹣RL=15Ω﹣10Ω=5Ω，

電壓表的測量范圍為0～3V，滑動變阻器兩端最大電壓：U滑最大=3V，

此時滑動變阻接入電路的阻值最大，電路電流最小，

最小電路電流：I最小= = = =0.3A，

由I= 可知，R滑最大= = =10Ω，

滑動變阻器接入電路的阻值范圍是：5Ω～10Ω

【解析】（1）根據燈牌銘牌確定其額定電壓與額定功率，應用電功率的變形公式可以求出燈泡電阻；（2）分析清楚電路結構，應用串聯電路特點與電功率公式求出最小電功率；（3）分析清楚電路結構，根據題意確定電路最大與最小電流，然后應用串聯電路特點與歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的最小與最大阻值，再確定其阻值變化范圍．