如图所示的电路中，小灯泡L标有“3V 1.5W”字样，电流表的量程为0-0.6A，电压表的量程为0-3V，滑动变阻器

如图所示的电路中，小灯泡L标有“3V 1.5W”字样，电流表的量程为0-0.6A，电压表的量程为0-3V，滑动变阻器的最大阻值为30Ω，电源电压为4V（设灯泡的电阻不随温度的变化而改变）．求：（1）灯泡的电阻？（2）当滑动变阻器接入的电阻为14Ω时，通过灯泡的电流为多少？（3）在（2）问中通电5min，灯消耗的电能为多少？（4）在确保安全的情况下，滑动变阻器的取值范围是多少？

（1）由“6V 1.5W”知，灯泡额定电压是6V，额定功率是1.5W；
∵P=UI=
U2
R ，
∴灯泡的电阻RL=

U 2
额

P额 =
(3V)2
1.5W =6Ω；
（2）当滑动变阻器接入的电阻为14Ω时，则滑动变阻器与灯泡串联，
∴R总=R1+RL=14Ω+6Ω=20Ω，
∵I=
U
R ，
∴灯泡的电流：
IL=I=
U
R总 =
4V
20Ω =0.2A；
（3）已知t=5min=300s，则由W=UIt=I2Rt得：
灯消耗的电能W=IL2RLt=（0.2A）2×6Ω×300s=72J；
（4）∵P=UI，
∴灯泡的额定电流I=
P额
U额 =
1.5W
3V =0.5A，由于电流表的量程为0.6A，所以电路中的最大电流为I最大=0.5A；
电路中的最小阻值为R′=
U
I最大 =
4V
0.5A =8Ω，
所以滑动变阻器接入电路的最小值为R最小=R′-RL=8Ω-6Ω=2Ω；
由于电压表量程为3V，滑动变阻器接入电路阻值最大时电压表示数应等于3V，此时灯泡两端电压为：UL=4V-3V=1V，
此时电路中的电流为I1=
UL
RL =
1V
6Ω =
1
6 A，
滑动变阻器接入电路的最大阻值为：
R最大=
U最大
I1 =
3V

1
6 A =18Ω；
故滑动变阻器接入电路的阻值范围为2Ω～18Ω．
答：（1）灯泡的电阻2Ω？
（2）当滑动变阻器接入的电阻为14Ω时，通过灯泡的电流为0.2A；
（3）灯消耗的电能为72J；
（4）在确保安全的情况下，滑动变阻器的取值范围是2Ω～18Ω．

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