如图所示，灯泡L标有“8V，4W”字样，电源电压U=9V，电源电压及灯泡电阻均保持不变，滑动变阻器最大阻值为10Ω，电压表量程是0～3V，求：（1）灯泡的额定电流；（2）为使灯泡正常发光，

Question

如图所示，灯泡L标有“8V，4W”字样，电源电压U=9V，电源电压及灯泡电阻均保持不变，滑动变阻器最大阻值为10Ω，电压表量程是0～3V，求：

（1）灯泡的额定电流；
（2）为使灯泡正常发光，滑动变阻器连入电路的阻值；
（3）为使整个电路安全，滑动变阻器的阻值变化范围．

Answer 1

（1）由P=UI可得，灯泡的额定电流：
I_L=(PL)/(UL)=(4W)/(8V)=0.5A；
（2）因串联电路中总电压等于各分电压之和，且灯泡正常发光，
所以，滑动变阻器两端的电压：
U_R=U-U_L=9V-8V=1V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由I=(U)/(R)可得，滑动变阻器连入电路的阻值：
R=(UR)/(IR)=(UR)/(IL)=(1V)/(0.5A)=2Ω；
（3）灯泡的电阻：
R_L=(UL)/(IL)=(8V)/(0.5A)=16Ω，
灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路中的电阻2Ω最小，
当电压表的示数U_R′=3V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，
此时灯泡两端的电压：
U_L′=U-U_R′=9V-3V=6V，
此时电路中的电流：
I′=(UL′)/(RL)=(UR′)/(R′)，(6V)/(16Ω)=(3V)/(R′)，
解得：R′=8Ω，
所以，为使整个电路安全，滑动变阻器的阻值变化范围为2Ω～8Ω．
答：（1）灯泡的额定电流为0.5A；
（2）为使灯泡正常发光，滑动变阻器连入电路的阻值为2Ω；
（3）为使整个电路安全，滑动变阻器的阻值变化范围为2Ω～8Ω．