Question

如图，电源电压18 V且保持不变，电流表接“0～0.6 A”量程，电压表接“0～15 V”量程，灯泡上标有“6 V 3 W”字样，灯丝电阻保持恒定不变。求：
（1）灯泡正常发光时的电流；
（2）当电流表的示数为0.4 A时，电压表的示数；
（3）为了保证电路的安全，滑动变阻器的最大阻值和允许接入的最小电阻.

Answer 1

解：
（1）灯泡正常发光时的电流为：I_额=P_额/U_额=3W/6V=0.5A；
（2）灯泡灯丝电阻为R_L=U_额²/P_额=（6V）²/3W=12Ω，当电流表的示数为0.4A时，灯泡两端的电压为： U_L1=I₁×R_L=0.4A×12Ω=4.8V，则电压表的示数为：U_R0=U-U_L1=18V-4.8V=13.2V
（3）滑动变阻器接入电路的阻值最大时电压表示数应等于15V，此时灯泡两端电压为： U_L2=18V-15V=3V 此时电路中的电流为I₂=U_L2/R_L=3V/12Ω=0.25A 滑动变阻器接入电路的最大阻值为： R_m=U_m/I₂=15V/0.25A=60Ω，电路中的最大电流为I_m=0.6A，此时电路中的总电阻为： R_总=U/I_m=18V/0.6A=30Ω 则滑动变阻器接入电路的最小阻值为 R_a=R_总-R_L=30Ω-12Ω=18Ω。