Question

电源电压不变，灯泡L标有“6V 2W”，定值电阻R1的阻值为12Ω，

电源电压不变，灯泡L标有“6V 2W”，定值电阻R1的阻值为12Ω，滑动变阻器R的最大阻值为200Ω，允许通过的最大电流为1A，电压表接入电路的量程是0～15V．当开关S闭合后，滑动变阻器的滑片P移到某位置时，电压表读数为8V，此时灯泡恰好正常发光（忽略温度变化对灯泡电阻的影响）．求：
（1）灯泡电阻的大小．
（2）电源电压．
（3）当滑动变阻器连入电路的电阻为30Ω时，灯泡的实际功率．
（4）在保证电路元件不烧坏的情况下，滑动变阻器允许连入电路的阻值范围是多少？

Answer 1

解：（1）灯泡电阻RL= UL2PL= (6V)22W=18Ω．
答：灯泡电阻为18Ω．
（2）灯泡正常发光时电路电流IL= PLUL= 2W6V= 13A，
定值电阻两端的电压U1=ILR1= 13A×12Ω=4V，
所以电源电压为U=UL+U1+UP=6V+4V+8V=18V．
答：电源电压为18V．
（3）当滑动变阻器连入电路的电阻为30Ω时，电路电流I= UR1+RL+RP= 18V12Ω+18Ω+30Ω=0.3A，灯泡的实际功率P实=I2RL=（0.3A）2×18Ω=1.62W．
答：灯泡的实际功率为1.62W．
（4）当灯泡通过的电流最大时，此时电路电阻R总= UIL= 18V13A=54Ω，滑动变阻器接入电路的电阻R小=R总-R1-RL=54Ω-12Ω-18Ω=24Ω．
电压表示数最大为15V，此时定值电阻与灯泡两端的电压为U和=U-UR=18V-15V=3V，电路电流IR= U和R1+RL= 3V12Ω+18Ω=0.1A，此时滑动变阻器接入电路的电阻R大= URIR= 15V0.1A=150Ω．
答：滑动变阻器允许连入电路的阻值范围是24Ω～150Ω．

Answer 2

解：（1）灯泡电阻RL= UL^2/PL= (6V)^2/2W=18Ω．