如图所示的电路中，电源电压恒定不变，电压表的量程为0～15V，电流表的量程为0～0.6A，灯L上标有“6V3W...

问题详情：

如图所示的电路中，电源电压恒定不变，电压表的量程为0～15V，电流表的量程为0～0.6A，灯L上标有“6V 3W”字样（不考虑灯丝电阻随温度的变化），定值电阻R2＝30Ω．当只闭合开关S1、S2，调节滑片P至距B端一处时，灯L正常工作；当只闭合开关S1、S3，调节滑片P至中点处时，电流表示数为0.3A，求：

（1）灯泡的电阻；

（2）电源电压；

（3）在保*电路各元件安全的情况下，只闭合开关S1、S2时，灯L消耗的电功率范围。

【回答】

（1）灯泡的电阻为12Ω；

（2）电源电压为18V；

（3）在保*电路各元件安全的情况下，只闭合开关S1、S2时，灯L消耗的电功率范围为0.75W～3W。

【分析】（1）知道灯泡的额定电压和额定功率，根据P＝UI＝求出灯泡的电阻；

（2）当只闭合开关S1、S2，调节滑片P至距B端一处时，R1与L串联，根据串联电路的电流特点和P＝UI求出电路中的电流，根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压；当只闭合开关S1、S3，调节滑片P至中点处时，R2与R1串联，电流表测电路中的电流，根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压，然后联立等式即可求出电源电压；

（3）只闭合开关S1、S2时，R1与L串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流，此时灯泡可以正常发光，其功率等于额定功率；当电压表的示数最大时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，灯泡的功率最小，根据串联电路的电压特点求出此时灯泡两端的电压，利用P＝UI＝求出灯L消耗的最小电功率，然后得出灯L消耗的电功率范围。

【解答】（1）由P＝UI＝可得，灯泡的电阻：

RL＝＝＝12Ω；

（2）当只闭合开关S1、S2，调节滑片P至距B端一处时，R1与L串联，

因串联电路中各处的电流相等，

所以，由P＝UI可得，电路中的电流：

I1＝IL＝＝＝0.5A，

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

所以，由I＝可得，电源的电压：

U＝I1（RL+R1）＝0.5A×（12Ω+R1）﹣﹣﹣﹣﹣﹣①

当只闭合开关S1、S3，调节滑片P至中点处时，R2与R1串联，电流表测电路中的电流，

则电源的电压：

U＝I2×（R2+R1）＝0.3A×（30Ω+R1）﹣﹣﹣﹣﹣﹣②

由①②可得：U＝18V，R1＝60Ω；

（3）只闭合开关S1、S2时，R1与L串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流，

此时灯泡可以正常发光，其最大功率为3W，

当电压表的示数U1＝15V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，灯泡的功率最小，

此时灯泡两端的电压：

UL′＝U﹣U1＝18V﹣15V＝3V，

灯L消耗的最小电功率：

PL′＝＝＝0.75W，

所以，灯L消耗的电功率范围为0.75W～3W。

【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的综合应用，要注意灯泡正常发光时的功率和额定功率相等。

知识点：电功率

题型：计算题