Question

【题目】如图电路，灯泡标有“12V 6W”，滑动变阻器R1标有“100Ω 1A”，电压表量程为0～15V，电流表量程为0～0.6A，只闭合开关S1，S2，滑动变阻器连入电路阻值为16Ω时，灯正常发光；只闭合S1，S3，示数为0.2A，(忽略温度对灯丝电阻的影响),则：

（1）电源电压为多少？

（2）R2的阻值是多大？

（3）只闭合S1，S2时，灯泡的最小功率为多少？

Answer 1

【答案】（1）20V（2）76Ω（3）1.04W

【解析】（1）由电路图可知，只闭合开关S1 、S2 时，灯泡与滑动变阻器R1 串联，当滑动变阻器连入电路阻值为16Ω时，灯正常发光，串联电流处处相等，则电路中的电流等于灯泡的额定电流，由P=UI可得，此时电路中的电流：I=IL =PL/UL=6W/12V=0.5A，

根据欧姆定律和串联电路电压的规律可得，电源电压：U=UL +IR1 =12V+0.5A×16Ω=20V；

（2）由I=U/R可得，灯泡的电阻：RL =UL/IL=12V/0.5A=24Ω；

只闭合S1 、S3 时，灯泡与电阻R2 串联，此时电流表示数为I=0.2A，

根据欧姆定律可得，电路的总电阻：R=U/I=20V/0.2A=100Ω，

由电阻的串联规律可得，电阻R2 的阻值：R2 =R-RL =100Ω-24Ω=76Ω；

（3）只闭合S1 ，S2 时，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测R1 两端的电压，因电压表量程为0～15V，故变阻器两端的电压最大为U滑大 =15V，

根据串联电路电压的规律，灯泡的最小电压为：U灯小 =U-U滑大 =20V-15V=5V，

则灯泡的最小功率：PL最小 =U灯小2/RL＝(5V)2/24Ω≈1.04W。