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如图所示的电路中，电源电压恒定不变，灯泡L标有“6V 3W”，定值电阻R₀的阻值为8Ω，滑动变阻器R的最大阻值为120Ω，电压表的量程为0～15V．当电压表的示数为8V时，灯泡恰好正常发光，忽略温度变化对灯泡电阻的影响．求：
（1）电源电压U
（2）滑动变阻器连入电路的电阻值为25Ω时，灯泡消耗的实际功率
（3）在不超过灯泡额定电压和电压表量程的情况下，滑动变阻器接入电路的电阻值的变化范围．

解：（1）由P=UI得：I= $\text{[math]}$ =0.5A，
R₀上的电压为U₀=IR₀=0.5A×8Ω=4V，
总电压U=U_L+U₀+U₁=18V；
（2）由P= $\text{[math]}$ 得：R_L= $\text{[math]}$ =12Ω，
由I= $\text{[math]}$ 得：I₁= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$
灯泡的实际功率为：P_L=I²R=（0.4A）²×12Ω=1.92W；
（3）当灯泡正常发光时，滑动变阻器连入电路的阻值：R_min= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ =16Ω；
当电压表达最大量程时，灯泡和R₀两端的电压为U₂=18V-15V=3V
电路中电流为：I₂= $\text{[math]}$ =0.15A
此时滑阻接入电路的阻值：R_max= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ =100Ω
所以，在不超过灯泡额定电压和电压表量程的情况下，滑阻的阻值变化范围为：16～100Ω．
答：（1）电源电压为18V；（2）灯泡实际消耗的功率为1.92W；
（3）滑动变阻器接入电路的电阻值的变化范围为16～100Ω．
分析：（1）由灯泡的铭牌可求得电流，由串联电路的特点和欧姆定律可求得电压；
（2）由欧姆定律可求得电流，由P=I²R可求得实际功率；
（3）此题只需考虑两种情况：①灯泡正常发光时（不超过灯泡额定电压的最低要求）、②电压表达到最大量程时（不超过电压表量程的最低要求）．前者可由灯泡正常发光时电压表的示数，结合欧姆定律求得；后者可先求得灯泡L和电阻R₀分得的电压，进而可求出电路电流，再由欧姆定律求得此时滑阻连入电路的阻值．
点评：第三问中应注意体会滑动变阻器移动时电路中电流的变化及电压的变化．

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（1）将实验电路补画完整．

（2）当滑片移到某一位置时，电压表、电流表的示数如图所示，则Rx的阻值为

Ω；

（3）某同学在实验中，不小心将滑动变阻器损坏（不能使用）了，一时又找不到其他变阻器．如果不用滑动变阻器，可能对实验结果的影响是

．
你能否利用身边的物品代替滑动变阻器完成该实验，说出你的做法：

．
（4）在测出电阻值后，该同学继续实验--研究导体中电流跟电阻的关系（滑动变阻器完好）．他观察电表指针在某一合适的位置，取下Rx，换上另一较大电阻R₀，下一步的操作是

，目的是

．

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270

J．

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