Question

【題目】如圖甲的電路中，電源電壓保持不變。燈泡L的電流隨電壓U的變化關(guān)系如圖乙。定值電阻R1=60Ω，R2為標(biāo)有“90Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器。

（1）滑動(dòng)變阻器的滑片在中點(diǎn)時(shí)，只閉合開關(guān)S2，電流表的示數(shù)為0.2A，求電源電壓；

（2）若將滑動(dòng)變阻器的滑片移至a端，只閉合開關(guān)S2、S3后，求電流表的示數(shù)；

（3）只閉合開關(guān)S1,若燈泡兩端電壓不能超過6V，電流表的量程為0~0.6A，電壓表的量程為0-15V，為了保護(hù)電路的安全，求滑動(dòng)變阻器R2的取值范圍。

Answer 1

【答案】(1) 18V；(2) 0.5A；(3) 24Ω-50Ω。

【解析】

(1)電壓表看成斷路，滑動(dòng)變阻器的滑片在中點(diǎn)時(shí)，只閉合開關(guān)S2，將變阻器R2的最大電阻接入電路中，電流表測量通過變阻器的電流，電源電壓

U=IR滑=0.2A×90Ω=18V；

(2)若將滑動(dòng)變阻器的滑片移至a端，變阻器連入電路的電阻最大，只閉合開關(guān)S2、S3后，燈泡L被短路，電阻R1和變阻器R2并聯(lián)，電流表測量干路中的電流，電流表的示數(shù)

I總=I1+I2==0.3A+0.2A=0.5A；

(3)只閉合開關(guān)S1，燈泡和變阻器串聯(lián)，電壓表測量變阻器兩端的電壓，電流表測量電路中的電流，由圖乙可知，燈泡兩端電壓是6V時(shí)，通過燈泡的電流是0.5A，當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)電路中的電流最大，滑動(dòng)變阻器的阻值最小，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：

UR小=U-UL=18V-6V=12V，

滑動(dòng)變阻器的最小值

R最小==24Ω，

電壓表的量程為0-15V，當(dāng)電壓表的示數(shù)15V時(shí)，滑動(dòng)變阻器的取值最大，電路中的電流最小；因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，燈泡兩端的電壓：

UL小=U-UR大=18V-15V=3V，

由圖乙可知，此時(shí)電流為I最小=0.3A，滑動(dòng)變阻器的最大值

R最大==50Ω，

滑動(dòng)變阻器R2的取值范圍是24Ω-50Ω。

答：(1)電源電壓是18V；

(2)電流表的示數(shù)是0.5A；

(3)滑動(dòng)變阻器R2的取值范圍是24Ω-50Ω。