Question

目前國家提出全民共建資源節(jié)約型社會，小明同學試著設計了一個可控制燈泡亮度的節(jié)能電路，電路如圖，其中滑動變阻器標有“40Ω2A”，小燈泡標有“6V3W”的字樣．當閉合開關，調(diào)節(jié)滑片P到變阻器的中點時，小燈泡恰好正常發(fā)光．（燈絲電阻和電源電壓不變）
（1）小燈泡正常發(fā)光時，電流表的示數(shù)是多大？
（2）請你求出小燈泡的燈絲電阻和電源電壓；
（3）現(xiàn)小明將a、b間換成標有“6V4W”的小燈泡，保持滑片P的位置不動，閉合開關后發(fā)現(xiàn)此小燈泡不能正常發(fā)光．試通過計算說明，要使小燈泡正常發(fā)光，滑片P應向那一端移動？

Answer 1

（1）小燈泡的額定電流為I_額=

P額

U額

=

3W

6V

=0.5A，
由于燈泡與滑動變阻器串聯(lián)在電路中，燈泡正常發(fā)光，燈泡的額定電流就是電流表的示數(shù)，那么電流表的示數(shù)為0.5A，
答：小燈泡正常發(fā)光時，電流表的示數(shù)是0.5A．
（2）R_L=

U額2

P額

=

(6V)2

3W

=12Ω，
U_總=U_L+U_P=U_L+I_額R_額=6V+0.5A×20Ω=16V，
答：小燈泡的燈絲電阻12Ω，電源電壓為16V．
（3）I_額′=

P額′

U額′

=

4

6

A=0.67A，
U_P=U-U_額=16V-6V=10V，
R_P′=

UP′

I額′

=

10V

0.67A

=15Ω，因為RP′=15Ω＜RP=20Ω，所以滑片向左移．
答：向左移至大約15Ω處，小燈泡就能正常發(fā)光．