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標有“6V 3W”字樣，滑動變阻器標有“48Ω 1A”字樣，則小燈泡正常工作時（忽略溫度對小燈泡電阻的影響），滑動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，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）燈L正常工作時，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求出滑動變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的阻值；
（2）結合電流表量程和滑動變阻器允許通過的最大電流確定電路中的最大電流，此時整個電路的功率最大，利用P=UI即可求出；當電壓表的示數(shù)最大時，滑動變阻器允許接入電路的電阻最大，此時整個電路的功率最小，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，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）燈L正常工作時，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，當滑動變阻器的電阻全部接入電路，電路中的電流最小，則整個電路的功率最小；
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
即整個電路的功率變化范圍是2.4～6W．
故答案為：12；2.4～6．

點評 滑動變阻器的作用就是要保護電路中的各元件，并改變電路的電流、電壓大小，在確定滑動范圍時，應重點關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，尤其要關注多個電壓或電流的情況，必須保證每一個元件都不能超過其工作要求．