（2014•南京）在综合实践活动课上，小明设计了如图所示的模拟调光灯电路，此电路中电源电压不变，灯泡L标有“6V3W”字样，定值电阻R1的阻值为6Ω，将滑动变阻器R2的滑片P置于最右端，

Question

（2014•南京）在综合实践活动课上，小明设计了如图所示的模拟调光灯电路，此电路中电源电压不变，灯泡L标有“6V  3W”字样，定值电阻R₁的阻值为6Ω，将滑动变阻器R₂的滑片P置于最右端，闭合开关，电压表和电流表示数分别为6V和0.3A；移动滑片P至某一位置，电压表和电流表示数分别为1V和0.5A．
（1）灯泡L正常发光时的电阻多大？
（2）滑动变阻器R₂的滑片P在最右端时，闭合开关，灯泡L的实际功率多大？
（3）为使灯泡安全工作，R₂的滑片能自由滑动，且滑片P滑到某一端时灯泡能正常发光，应采取怎样的保护措施？请具体说明．

Answer 1

（1）灯泡正常发光时的电阻：R_L=(U2L)/(PL)=((6V)2)/(3W)=12Ω；
（2）P在某一位置时，U₂=1V，I=0.5A，而灯泡正常发光时的电流：I_L=(PL)/(UL)=(3W)/(6V)=0.5A，因此此时灯泡正常发光，并且灯泡两端电压为6V；
由I=(U)/(R)可知，电阻R₁两端电压：U₁=IR₁=0.5A×6Ω=3V；
电源电压：U=U_L+U₁+U₂=6V+3V+1V=10V；
当P在最右端时，U₂′=6V，I′=0.3A
电阻R₁两端电压：U₁′=I′R₁=0.3A×6Ω=1.8V，
灯泡两端的实际电压：U_L′=U-U₁′-U₂′=10V-1.8V-6V=2.2V，
灯泡的实际功率：P_L′=U_L′I_L′=2.2V×0.3A=0.66W；
（3）根据题意可知，滑片P在最左端时，灯泡正常发光，此时电路中的总电阻：R=(U)/(IL)=(10V)/(0.5A)=20Ω；所以需要在电路中串联定值电阻的阻值：R′=R-R_L-R₁=20Ω-12Ω-6Ω=2Ω．
答：（1）灯泡L正常发光时的电阻是12Ω；
（2）滑动变阻器R₂的滑片P在最右端时，闭合开关，灯泡L的实际功率为0.66W；
（3）在电路中串联一个2Ω的阻值．