Question

【題目】如圖所示，電源電壓可調(diào)，小燈泡上標(biāo)有“6V0.5A”的字樣（小燈泡正常發(fā)光時電壓為6V，電流為0.5A。不考慮溫度對小燈泡電阻的影響），電流表量程0～0.6A，電壓表量程0～3V，滑動變阻器規(guī)格為“20Ω1A”。

(1)電源電壓調(diào)至8V，閉合開關(guān)S1和S2，移動滑動變阻器滑片P，使電壓表示數(shù)為2V，此時電流表示數(shù)為0.6A，則小燈泡兩端電壓是多少？R0的阻值是多少？

(2)電源電壓調(diào)至7.5V，斷開開關(guān)S1，閉合開關(guān)S2，為了保證電路安全，求滑動變阻器的阻值變化范圍。

Answer 1

【答案】(1)6V；80Ω；(2)3Ω～8Ω。

【解析】

(1)由電路圖知道，閉合開關(guān)S1和S2，燈泡L與滑動變阻器R串聯(lián)后再與R0 并聯(lián)，電流表測干路電流，電壓表測R兩端的電壓，由于并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，電壓表示數(shù)為2V時，小燈泡兩端電壓是：

UL =U-UR =8V-2V=6V，

此時，通過燈泡的電流是IL =0.5A，由于并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，通過R0 的電流是：

I0 =I-IL =0.6A-0.5A=0.1A，

由知道，R0 的阻值：

；

(2) 由知道，燈泡的電阻是：

，

斷開開關(guān)S1，閉合開關(guān)S2，燈泡L與滑動變阻器R串聯(lián)，電壓表測R兩端的電壓，電流表測電路中的電流，由于電源的電壓U′＞UL，所以，燈泡正常發(fā)光時，電路中的電流最大，即I大 =0.5A，此時電路中的總電阻是：

，

由于串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以，滑動變阻器接入電路中的最小阻值是：

R小=R總-RL =15Ω-12Ω=3Ω，

當(dāng)電壓表的示數(shù)UR大=3V時，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，L兩端的電壓是：

UL′=U′-UR大 =7.5V-3V=4.5V，

由于串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，電路中的電流是：

，

代入數(shù)據(jù)解得R=8Ω，所以，滑動變阻器的阻值變化范圍為3Ω～8Ω。

答：(1)小燈泡兩端電壓是6V，R0 的阻值是80Ω；

(2)滑動變阻器的阻值變化范圍為3Ω～8Ω。