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“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滑到哪個位置？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）10Ω；（2）滑片移至b端，0.9W；（3）5Ω～10Ω

【解析】試題分析：（1）由P=U2/R可知，燈泡電阻：RL =U2L額/PL額=(4V)2/1.6W=10Ω；

（2）由圖示電路圖可知，只閉合S，S1時兩電阻串聯，由P=U2R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=U2/R+R0最大=(6V)2/20Ω+20Ω=0.9W；

（3）由P=UI可知，燈泡額定電流：IL=PL額/UL額=1.6W/4V=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=U/R可知，R總最小=RL +R滑=U/I最大=6V/0.4A=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=UL/RL=UU滑最大RL=6V3V/10Ω=0.3A，

由I=U/R可知，R滑最大=U滑最大/I最小=3V/0.3A=10Ω，

滑動變阻器接入電路的阻值范圍是：5Ω～10Ω