Question

【題目】如圖是某電器設備內的一部分電路，電源電壓恒為12V，燈泡L標有“3V 0.6W”字樣，且燈絲電阻不變，R1為定值電阻，R2為標有“100Ω 0.6A”字樣的滑動變阻器．

（1）求小燈泡L的電阻值

（2）當閉合S、S1、S2時，電流表的示數為0.4A，求R1的阻值及此時整個電路消耗的最大電功率．

（3）當閉合S，斷開S1、S2時，為保證整個電路安全，求滑動變阻器接入電路的阻值范圍．

Answer 1

【答案】（1）15Ω；（2）12W；（3）45Ω～100Ω．

【解析】（1）由題知燈泡的額定電壓和額定功率，由可得燈泡的電阻： ；
（2）由電路圖知，當閉合S、S1、S2時，R1、R2并聯，電流表測R1支路的電流，
由得R1的阻值： ；
由于滑動變阻器R2為標有“100Ω0.6A”，則滑動變阻器支路上通過的最大電流為0.5A，
此時總電流最大：I=I1+I2=0.4A+0.6A=1A；
消耗的最大電功率P最大=UI=12V×1A=12W；
（3）由電路圖知，當閉合S，斷開S1、S2時，滑動變阻器與L串聯，
由P=UI可知，燈泡允許通過的最大電流： ，
R2允許通過的最大電流為0.6A，
串聯電路中電流處處相等，所以為保證整個電路安全，電路中的最大電流為0.2A，
電路的最小電阻， ，
此時滑動變阻器接入的阻值最小：R2=R總-RL=60Ω-15Ω=45Ω，
所以滑動變阻器接入電路的阻值范圍45Ω～100Ω．
答：（1）小燈泡L的電阻值為15Ω；
（2）R1的阻值為30Ω，此時整個電路消耗的最大電功率12W．
（3）當閉合S，斷開S1、S2時，為保證整個電路安全，滑動變阻器接入電路的阻值范圍為45Ω～100Ω．