Question

如图所示电路，电源两端电压U=9V，且保持不变，R为保护电阻，L为标有“6V 3.6W”的小灯泡，不考虑灯丝电阻随温度的变化．电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V．闭合开关S后，当滑片移到最左端时，灯恰好正常发光，要求两电表的示数均不超过各自的量程，则保护电阻R功率变化范围是    W．

Answer 1

【答案】分析：由图可知灯泡、电阻及滑动变阻器为串联，电压表测量滑动变阻器的电压；已知小灯泡的规格“6V  3.6W”，则可求出灯泡的电阻及额定电流，比较额定电流及电流表的最大量程，可得出电路中允许通过的最大电流；当滑动变阻器阻值接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，分别求出电路中的电流，根据P=I²R求出保护电阻R功率，进一步得出其变化范围．
解答：解：∵P=UI，
∴I_额===0.6A，
灯泡的电阻：
R_L===10Ω；
由图可知，R_总=R+R_L+R_滑动，
当滑动变阻器的连入电阻为零时，灯正常发光，
此时电路中的电流最大为I_max=I_L=I_额=0.6A，
即：I_L===0.6A，
∴R=5Ω，
电阻R的最大功率为P_max=I_max²R=（0.6A）²×5Ω=1.8W；
当电压表的示数为3V时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，
灯泡及保护电阻上的电压：
U₁=U-U₂=9V-3V=6V；
电路中的最小电流：
I_min===0.4A，
电阻R的最小功率为P_min=I_min²R=（0.4A）²×5Ω=0.8W；
故保护电阻R功率变化范围为0.8～1.8W．
故答案为：0.8～1.8．
点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定率、电功率的计算，关键是开关闭合和断开时电路串并联的辨别，难点是保护电阻R最大和最小实际电流的判断．