Question

16．如圖所示的電路，電源電壓為12V，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～15V，小燈泡L標(biāo)有“6V 3W”字樣，滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“48Ω 1A”字樣，則小燈泡正常工作時(shí)（忽略溫度對小燈泡電阻的影響），滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻是12Ω，在保證用電器和電表安全的情況下，整個(gè)電路的功率變化范圍是2.4～3W．

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）燈L正常工作時(shí)，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定電流，根據(jù)串連電路的電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值；
（2）結(jié)合電流表量程和滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流確定電路中的最大電流，此時(shí)整個(gè)電路的功率最大，利用P=UI即可求出；當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí)，滑動(dòng)變阻器允許接入電路的電阻最大，此時(shí)整個(gè)電路的功率最小，根據(jù)歐姆定律求出燈泡電阻，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)求出總電阻，利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$即可求出．

解答 解：由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）燈L正常工作時(shí)，U_L=U_L額=3V，
根據(jù)P=UI可得，燈泡的額定電流：
I_L=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
根據(jù)串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和可知：
滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U_R=U-U_L=12V-6V=6V；
由串聯(lián)電路中各處的電流相等，則滑動(dòng)變阻器功率接入電路的電阻R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω．
（2）串聯(lián)電路中各處的電流相等，由于燈泡的額定電流為0.5A，電流表量程為0～0.6A，且滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流為1A，
所以，電路中的最大電流I_大=0.5A，
則整個(gè)電路的最大功率P_大=UI_大=12V×0.5A=6W；
根據(jù)歐姆定律可得，燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{額}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，
由于電壓表量程為0～15V，電源電壓為12V；
所以，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電阻全部接入電路，電路中的電流最小，則整個(gè)電路的功率最��；
則總電阻為R_總=R_L+R=12Ω+48Ω=60Ω，
P_min=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{總}}$=$\frac{（{12V）}^{2}}{60Ω}$=2.4W
即整個(gè)電路的功率變化范圍是2.4～6W．
故答案為：12；2.4～6．

點(diǎn)評 滑動(dòng)變阻器的作用就是要保護(hù)電路中的各元件，并改變電路的電流、電壓大小，在確定滑動(dòng)范圍時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注電流與電壓的變化，找出最大值和最小值才能最終確定其范圍，具體電路中，尤其要關(guān)注多個(gè)電壓或電流的情況，必須保證每一個(gè)元件都不能超過其工作要求．