如圖所示的電路中，電源電壓恆定不變，電壓表的量程為0～15V，電流表的量程為0～0.6A，燈L上標有“6V3W...

問題詳情：

如圖所示的電路中，電源電壓恆定不變，電壓表的量程為0～15V，電流表的量程為0～0.6A，燈L上標有“6V 3W”字樣（不考慮燈絲電阻隨溫度的變化），定值電阻R2＝30Ω．當只閉合開關S1、S2，調節滑片P至距B端一處時，燈L正常工作；當只閉合開關S1、S3，調節滑片P至中點處時，電流表示數為0.3A，求：

（1）燈泡的電阻；

（2）電源電壓；

（3）在保*電路各元件安全的情況下，只閉合開關S1、S2時，燈L消耗的電功率範圍。

【回答】

（1）燈泡的電阻為12Ω；

（2）電源電壓為18V；

（3）在保*電路各元件安全的情況下，只閉合開關S1、S2時，燈L消耗的電功率範圍為0.75W～3W。

【分析】（1）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據P＝UI＝求出燈泡的電阻；

（2）當只閉合開關S1、S2，調節滑片P至距B端一處時，R1與L串聯，根據串聯電路的電流特點和P＝UI求出電路中的電流，根據電阻的串聯和歐姆定律表示出電源的電壓；當只閉合開關S1、S3，調節滑片P至中點處時，R2與R1串聯，電流表測電路中的電流，根據電阻的串聯和歐姆定律表示出電源的電壓，然後聯立等式即可求出電源電壓；

（3）只閉合開關S1、S2時，R1與L串聯，電壓表測R1兩端的電壓，電流表測電路中的電流，此時燈泡可以正常發光，其功率等於額定功率；當電壓表的示數最大時，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，燈泡的功率最小，根據串聯電路的電壓特點求出此時燈泡兩端的電壓，利用P＝UI＝求出燈L消耗的最小電功率，然後得出燈L消耗的電功率範圍。

【解答】（1）由P＝UI＝可得，燈泡的電阻：

RL＝＝＝12Ω；

（2）當只閉合開關S1、S2，調節滑片P至距B端一處時，R1與L串聯，

因串聯電路中各處的電流相等，

所以，由P＝UI可得，電路中的電流：

I1＝IL＝＝＝0.5A，

因串聯電路中總電阻等於各分電阻之和，

所以，由I＝可得，電源的電壓：

U＝I1（RL+R1）＝0.5A×（12Ω+R1）﹣﹣﹣﹣﹣﹣①

當只閉合開關S1、S3，調節滑片P至中點處時，R2與R1串聯，電流表測電路中的電流，

則電源的電壓：

U＝I2×（R2+R1）＝0.3A×（30Ω+R1）﹣﹣﹣﹣﹣﹣②

由①②可得：U＝18V，R1＝60Ω；

（3）只閉合開關S1、S2時，R1與L串聯，電壓表測R1兩端的電壓，電流表測電路中的電流，

此時燈泡可以正常發光，其最大功率為3W，

當電壓表的示數U1＝15V時，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，燈泡的功率最小，

此時燈泡兩端的電壓：

UL′＝U﹣U1＝18V﹣15V＝3V，

燈L消耗的最小電功率：

PL′＝＝＝0.75W，

所以，燈L消耗的電功率範圍為0.75W～3W。

【點評】本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的綜合應用，要注意燈泡正常發光時的功率和額定功率相等。

知識點：電功率

題型：計算題