试题

（2012·高淳县一模）如图所示，电源电压恒定不变，已知滑动变阻器R₁的最大阻值为20Ω，小灯泡L上标有“8V 4W”字样，电流表的量程为0～0.6A，电压表的量程为0～3V．灯泡电阻不随温度变化，求：
（1）灯泡电阻多大？
（2）闭合S₁、断开S₂，滑动变阻器滑片在最右端时，此时灯泡的实际功率为1W，求电源电压？
（3）闭合S₁、S₂，要保证电路中各元件安全，求滑动变阻器的取值范围．

解：（1）灯泡的电阻R_L=

U 2 L额

PL额

=

(8V)2

4W

=16Ω，
灯泡的额定电流I_L额=

UL额

RL额

=

8V

16Ω

=0.5A；
（2）当闭合S₁、断开S₂，滑动变阻器滑片在最右端时，等效电路图如图所示：

电路中的电流为I=

P RL

=

1W 16Ω

=0.25A，
电源的压为U=I（R+R_L）=0.25A×（20Ω+16Ω）=9V；
（3）灯泡的额定电流为0.5A，电流表的量程为0.6A，
所以电路中的最大电流为I_最大=0.5A；
电路中的最小阻值为R′=

U

I最大

=

9V

0.5A

=18Ω，
所以滑动变阻器接入电路的最小值为R_最小=R′-R_L=18Ω-16Ω=2Ω；
滑动变阻器接入电路的阻值最大时电压表示数应等于3V，此时灯泡两端电压为：U_L=9V-3V=6V，
此时电路中的电流为I₁=

UL

RL

=

6V

16Ω

=

3

8

A，
滑动变阻器接入电路的最大阻值为：
R_最大=

U最大

I1

=

3V

3 8 A

=8Ω；
故滑动变阻器接入电路的阻值范围为2Ω～8Ω．
答：（1）灯泡电阻为16Ω；  
（2）电源电压为9V；
（3）闭合S₁、S₂，要保证电路中各元件安全，滑动变阻器的取值范围2Ω～8Ω．
解：（1）灯泡的电阻R_L=

U 2 L额

PL额

=

(8V)2

4W

=16Ω，
灯泡的额定电流I_L额=

UL额

RL额

=

8V

16Ω

=0.5A；
（2）当闭合S₁、断开S₂，滑动变阻器滑片在最右端时，等效电路图如图所示：

电路中的电流为I=

P RL

=

1W 16Ω

=0.25A，
电源的压为U=I（R+R_L）=0.25A×（20Ω+16Ω）=9V；
（3）灯泡的额定电流为0.5A，电流表的量程为0.6A，
所以电路中的最大电流为I_最大=0.5A；
电路中的最小阻值为R′=

U

I最大

=

9V

0.5A

=18Ω，
所以滑动变阻器接入电路的最小值为R_最小=R′-R_L=18Ω-16Ω=2Ω；
滑动变阻器接入电路的阻值最大时电压表示数应等于3V，此时灯泡两端电压为：U_L=9V-3V=6V，
此时电路中的电流为I₁=

UL

RL

=

6V

16Ω

=

3

8

A，
滑动变阻器接入电路的最大阻值为：
R_最大=

U最大

I1

=

3V

3 8 A

=8Ω；
故滑动变阻器接入电路的阻值范围为2Ω～8Ω．
答：（1）灯泡电阻为16Ω；  
（2）电源电压为9V；
（3）闭合S₁、S₂，要保证电路中各元件安全，滑动变阻器的取值范围2Ω～8Ω．