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，小燈泡上標有“6V 3W”字樣，滑動變阻器標有“60Ω 1A”字樣，要求開關閉合后，兩個電表的示數(shù)均不超過所選的量程，且燈泡兩端電壓不允許超過額定電壓，燈絲電阻不變．則該電路的最大功率為9W，滑動變阻器允許調(diào)節(jié)的范圍為24Ω～60Ω．

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端電壓，電流表測電路中的電流．
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，此時滑動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、歐姆定律以及滑動變阻器的最大阻值確定滑動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；
當滑動變阻器接入電路的阻值最大時，燈泡分得的電壓最小；由歐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)，故滑動變阻器的接入電路的阻值范圍為24Ω～60Ω．
故答案為：9；24Ω～60．

點評 本題關鍵是根據(jù)燈的銘牌和電流表的量程確定電路允許通過的最大電流、從而確定滑動變阻器連入的最小阻值．