如图所示,电源电压不变,滑动变阻器 R 标有 “50Ω 1A”,小灯泡 L 标有 “6V 0.5A” 字样。闭合开关,当滑片 P 在某一位置时,电压表示数为 2V,电流表示数为 0.5A,小灯泡 L 的 I−U 图象如图所示。求:

(1) 求小灯泡 L 正常发光时的电阻;
答案:12Ω
(2) 求电源电压;
答案:8V
(3) 将电源更换为可调电压电源,已知电流表量程 0~0.6A,电压表量程 0~15V。在保证电路安全的情况下,电源电压取某值后,闭合开关,移动滑片 P,发现通过小灯泡 L 的电流都可以在 0.2~0.5A 之间连续变化。求满足上述条件的电源电压的取值范围。
答案:6~11V
答案:(1) 12Ω;(2) 8V;(3) 6~11V
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(1)小灯泡 L 正常发光时的电阻 RL=UL/IL=6V/0.5A=12Ω。
(2)由电路图可知,灯泡和变阻器串联,电压表测量变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流,由图像可知,当灯泡两端的电压是 6V 时,通过灯泡的电流是 0.5A,灯泡的额定电流是 0.5A,此时灯泡正常发光,所以灯泡的电压是 6V,电源电压 U=UL+UR=6V+2V=8V。
(3)当电路中的电流最大是 0.5A,变阻器连入电路的电阻为零,电源电压最小,最小电源电压 Umin=UL=6V。
当电路中的最小电流是 0.2A,变阻器连入电路的电阻为最大值 50Ω,变阻器两端的电压 UR1=IminR大=0.2A×50Ω=10V<15V。
此时电源电压最大,最大电源电压 Umax=UL1+UR1=1V+10V=11V。
电源电压的取值范围是 6~11V。