Question

16．如圖，電源電壓18V保持不變，電流表量程0-0.6A，電壓表量程0-15V，小燈泡上標(biāo)有“6V 3W”字樣，滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“60Ω 1A”字樣，要求開(kāi)關(guān)閉合后，兩個(gè)電表的示數(shù)均不超過(guò)所選的量程，且燈泡兩端電壓不允許超過(guò)額定電壓，燈絲電阻不變．則該電路的最大功率為9W，滑動(dòng)變阻器允許調(diào)節(jié)的范圍為24Ω～60Ω．

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(cè)燈泡兩端電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
比較燈泡的額定電流和電流表的量程確定電路中的最大電流，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最小、電路消耗的功率最大，根據(jù)歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值，根據(jù)P=UI求出電路的最大功率；
根據(jù)串聯(lián)電路分壓的規(guī)律、歐姆定律以及滑動(dòng)變阻器的最大阻值確定滑動(dòng)變阻器接入電路中電阻的范圍．

解答 解：由P=UI可知，燈泡的額定電流：I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A；
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且燈泡的額定電流為0.5A，電流表的量程為0～0.6A，所以，電路中的最大電流為0.5A；
由I=$\frac{U}{R}$可知，此時(shí)電路中的總電阻：
R=$\frac{U}{{I}_{最大}}$=$\frac{18V}{0.5A}$=36Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小阻值：R_滑小=R-R_L=36Ω-12Ω=24Ω；
電路消耗的最大功率：P_最大=UI_最大=18V×0.5A=9W；
當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大時(shí)，燈泡分得的電壓最�。挥蓺W姆定律可知電路中的電流最小，因此電壓表和電流表的示數(shù)均在量程之內(nèi)，故滑動(dòng)變阻器的接入電路的阻值范圍為24Ω～60Ω．
故答案為：9；24Ω～60．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵是根據(jù)燈的銘牌和電流表的量程確定電路允許通過(guò)的最大電流、從而確定滑動(dòng)變阻器連入的最小阻值．