如圖所示，小燈泡L上標有“6V3W”字樣，電流表量程爲0～0.6A，電壓表量程爲0～15V，變阻器R的最大電阻...

問題詳情：

如圖所示，小燈泡L上標有“6V 3W”字樣，電流表量程爲0～0.6A，電壓表量程爲0～15V，變阻器R的最大電阻爲120Ω．只閉合S1，滑片置於a點時，變阻器連入電路中的電阻爲Ra，且Ra︰Rb=6︰5，燈L正常發光，電流表示數爲Ia．只閉合S2，移動滑片，當滑片置於b點時，電流表示數爲Ib．此時電壓表示數與滑片置於a點時相等，Ia︰Ib=5︰3．(燈絲電阻不隨溫度變化)，求：

(1)小燈泡的電阻；

(2)定值電阻R0和電源電壓U；

(3)在電錶的示數不超過量程，燈泡兩端的電壓不超過額定值的情況下，只閉合S1時，變阻器連入電路的最小電阻爲多少?在電錶的示數不超過量程，只閉合S2時，電路消耗的最小功率爲多少?

【回答】

（1）12Ω（2）20Ω；18V（3）24Ω；2.7W

【解析】

（1）根據可得燈泡的電阻；

（2）只閉合S2時，滑動變阻器R和定值電阻R0串聯，當滑片置於b點時，設電壓表示數爲Ub，此時變阻器接入電路的阻值爲Rb，根據歐姆定律可得，此時電路中電流（即電流表示數）爲，則根據串聯電路的電阻特點和歐姆定律可得電源電壓：①；只閉合S1時，滑動變阻器R和燈泡L串聯，當滑片置於a點時，設電壓表示數爲Ua，此時變阻器接入電路的阻值爲Ra，此時電路中電流（即電流表示數）爲，由題意可知Ia：Ib=5：3，即： =5：3，已知滑片置於a、b點時電壓表示數相等，即Ua=Ub，所以，5Ra=3Rb，已知Ra：R0=6：5，則②所以，Rb=2R0③根據串聯電路的電阻特點和歐姆定律得：④聯立①②③④解得：R0=20Ω，U=18V；

（3）只閉合S1時，滑動變阻器R和燈泡L串聯，電流表量程爲0﹣0.6A，燈泡的額定電流，則電流表的最大示數大於燈泡的額定電流，所以電路中的最大電流應等於燈泡的額定電流0.5A，根據歐姆定律可得，最小總電阻：，因爲串聯電路的總電阻等於各電阻之和，所以變阻器連入電路的最小電阻爲：；只閉合S2時，滑動變阻器和定值電阻R0串聯，要使電路消耗的功率最小，則滑動變阻器連入電路的阻值最大，設變阻器連入電阻的最大值爲R最大，此時變阻器兩端的電壓可以達到電壓表的最大量程15V，根據串聯電路的電流特點和歐姆定律得：，即：，解得R最大=100Ω，而變阻器R的最大電阻爲120Ω，即滑動變阻器連入電路的阻值可以最大達到100Ω；則電路中的電流最小爲：，電路消耗的最小功率：P最小=UI最小=18V×0.15A=2.7W．