Question

标有“4V 1 W”的小灯泡和 “20Ω 1A”的滑动变阻器连接在图所示的电路中，电源电压为6V，电流表量程为“0～O.6A”，电压表量程为“0～3V”。闭合开关，移动滑动变阻器。求：
（1）小灯泡L正常发光时的电流，滑动变阻器R₂接入电路中的阻值大小。
（2）为确保电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值变化范围是多少（不考虑温度对电阻的影响）
（3）当滑动变阻器达到允许的最大值时，小灯泡L的实际电功率是多少？

Answer 1

解：
（1）额定电流I =P/U=2W/6V = 0.33A
小灯泡的电阻R₁ = U²/P₁ = (6V)^2/w = 18Ω
总电阻 R=U/I=8V/0.33A=2Ω
滑动变阻器电阻R₂ = R_总-R₁= 24.2Ω-18Ω= 6.2Ω
（2）灯的电流小于电流表的最大量程，所以以灯来考虑电流，电流最大为0.33A。
此时滑动变阻器的取值同上为6.2Ω。
电压表最大量程为3V，即滑动变阻器上的电压最大为3V ,则灯的电压为5 V，此时灯的电流
I₁ = I₂ = U_L/R_L = 5V/18Ω= 0.278A
滑动变阻器的阻值R₂ = U₂/I₂ = 3V/0.278A =10.8Ω
所以保证各电路器件使用安全，滑动变阻器的取值范围为6.2Ω-10.8Ω。
（3）灯的实际功率 P_L= I_L².R_L=(0.278A)²×18Ω=1.4W。