Question

6．如圖所示，燈泡L標(biāo)有“8V，4W”字樣，電源電壓U=9V，電源電壓及燈泡電阻均保持不變，滑動(dòng)變阻器最大阻值為10Ω，電壓表量程是0～3V，求：
（1）燈泡的額定電流；
（2）為使燈泡正常發(fā)光，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值；
（3）為使整個(gè)電路安全，滑動(dòng)變阻器的阻值變化范圍．

Answer 1

分析 （1）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)P=UI求出額定電流；
（2）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值；
（3）根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻，燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小，當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出燈泡兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律得出等式即可求出變阻器接入電路中的電阻，然后得出滑動(dòng)變阻器的阻值變化范圍．

解答 解：（1）由P=UI可得，燈泡的額定電流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{4W}{8V}$=0.5A；
（2）因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，且燈泡正常發(fā)光，
所以，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：
U_R=U-U_L=9V-8V=1V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值：
R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{R}}$=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{L}}$=$\frac{1V}{0.5A}$=2Ω；
（3）燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{8V}{0.5A}$=16Ω，
燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻2Ω最小，
當(dāng)電壓表的示數(shù)U_R′=3V時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，
此時(shí)燈泡兩端的電壓：
U_L′=U-U_R′=9V-3V=6V，
此時(shí)電路中的電流：
I′=$\frac{{U}_{L}′}{{R}_{L}}$=$\frac{{U}_{R}′}{R′}$，$\frac{6V}{16Ω}$=$\frac{3V}{R′}$，
解得：R′=8Ω，
所以，為使整個(gè)電路安全，滑動(dòng)變阻器的阻值變化范圍為2Ω～8Ω．
答：（1）燈泡的額定電流為0.5A；
（2）為使燈泡正常發(fā)光，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值為2Ω；
（3）為使整個(gè)電路安全，滑動(dòng)變阻器的阻值變化范圍為2Ω～8Ω．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的靈活運(yùn)用，正確的判斷滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大和最小值是關(guān)鍵．