Question

如图是某电器设备内的一部分电路，电源电压恒为12V，灯泡L标有“3V 0.6W”字样，且灯丝电阻不变，R₁为定值电阻，R₂为标有“100Ω 0.6A”字样的滑动变阻器．

（1）求小灯泡L的电阻值

（2）当闭合S、S₁、S₂时，电流表的示数为0.4A，求R₁的阻值及此时整个电路消耗的最大电功率．

（3）当闭合S，断开S₁、S₂时，为保证整个电路安全，求滑动变阻器接入电路的阻值范围．

Answer

（1）15Ω；（2）12W；（3）45Ω～100Ω．

【解析】（1）由题知灯泡的额定电压和额定功率，由可得灯泡的电阻： ；
（2）由电路图知，当闭合S、S1、S2时，R1、R2并联，电流表测R1支路的电流，
由得R1的阻值： ；
由于滑动变阻器R2为标有“100Ω 0.6A”，则滑动变阻器支路上通过的最大电流为0.5A，
此时总电流最大：I=I1+I2=0.4A+0.6A=1A；
消耗的最大电功率P最大=UI=12V×1A=12W；
（3）由电路图知，当闭合S，断开S1、S2时，滑动变阻器与L串联，
由P=UI可知，灯泡允许通过的最大电流： ，
R2允许通过的最大电流为0.6A，
串联电路中电流处处相等，所以为保证整个电路安全，电路中的最大电流为0.2A，
电路的最小电阻， ，
此时滑动变阻器接入的阻值最小：R2=R总-RL=60Ω-15Ω=45Ω，
所以滑动变阻器接入电路的阻值范围45Ω～100Ω．
答：（1）小灯泡L的电阻值为15Ω；
（2）R1的阻值为30Ω，此时整个电路消耗的最大电功率12W．
（3）当闭合S，断开S1、S2时，为保证整个电路安全，滑动变阻器接入电路的阻值范围为45Ω～100Ω．