解题思路:(1)已知灯泡的额定电压和额定功率,利用公式I=[P/U]得到正常发光电流;
(2)已知灯泡的额定电压和额定功率,利用公式R=
U
2
P
得到灯丝电阻;已知灯丝电阻和通过的电流,利用公式P=I2R得到灯泡的实际功率;
(3)滑片移动时,电压表最大示数为15V,此时滑动变阻器电阻最大;当电流表示数为0.6A时,计算出灯泡上的电压,与额定电压相比较,不超额定电压,电路电流最大为0.6A;超过额定电压,电路电流最大为灯泡的额定电流,此时滑动变阻器电阻最小.
(1)灯泡正常发光时的电流为I=
PL
UL=[3W/6V]=0.5A;
(2)灯泡的灯丝电阻为RL=
UL2
PL=
(6V)2
3W=12Ω
灯泡的实际功率为P实=I实2RL=(0.3A)2×12Ω=1.08W;
(3)①当电流表示数为0.6A时,灯泡上的电压为U2=I2RL=0.6A×12Ω=7.2V,大于灯泡额定电压;
灯泡可能被烧坏,所以最大电流为灯泡的额定电流,即I最大=I额=0.5A;
所以滑动变阻器接入电路的电阻最小为:R2=
U−U额
I额=[18V−6V/0.5A]=24Ω.
②当电压表示数为15V时,滑动变阻器接入电路的电阻最大;
此时干路电流为:I1=
U−U1
RL=[18V−15V/12A]=0.25A,
此时滑动变阻器接入的电阻最大为:R1=
U1
I1=[15V/0.25A]=60Ω.
答:
(1)灯泡正常发光时的电流为0.5A;
(2)灯泡的实际功率为1.08W;
(3)滑动变阻器电阻的变化范围为24Ω~60Ω.
点评:
本题考点: 电功率与电压、电流的关系;欧姆定律的应用;实际功率.
考点点评: 本题考查了电功率公式及公式变形的应用以及串联电路的特点;难点是为保证各电路元件安全使用时,滑动变阻器接入电路的电阻大小的判断.