如图所示电路,电源两端电压U=7.5V,且保持不变,R为保护电阻,L为标有“6V?3W”的小灯泡,不考虑灯丝电阻随温度的变化.电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V.闭合开关S后,当滑片移到最左端时,灯恰好正常发光,要求两电表的示数均不超过各自的量程,则保护电阻R功率变化范围是________.
网友回答
0.27~0.75W
解析分析:由图可知灯泡、电阻及滑动变阻器为串联,电压表测量滑动变阻器的电压;已知小灯泡的规格“6V? 3W”,则可求出灯泡的电阻及额定电流,比较额定电流及电流表的最大量程,可得出电路中允许通过的最大电流;当电压表的示数为3V时,滑动变阻器阻值接入电路的电阻最大,此时电路中的电流最小,分别求出电路中的电流,根据P=I2R求出保护电阻R功率,进一步得出其变化范围.
解答:灯泡的额定电流:I额===0.5A,灯泡的电阻:RL===12Ω;由图可知,R总=R+RL+R滑动,当滑动变阻器的连入电阻为零时,灯正常发光,此时电路中的电流最大为Imax=IL=I额=0.5A,即:IL===0.5A,∴R=3Ω,电阻R的最大功率为Pmax=Imax2R=(0.5A)2×3Ω=0.75W;当电压表的示数为3V时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,灯泡及保护电阻上的电压:U1=U-U2=7.5V-3V=4.5V;电路中的最小电流:Imin===0.3A,电阻R的最小功率为Pmin=Imin2R=(0.3A)2×3Ω=0.27W;故保护电阻R功率变化范围为0.27~0.75W.故