Question

【題目】如圖甲所示電路，電源電壓保持不變。燈L標(biāo)有“4V　2W”字樣，電流表的量程為，電壓表的量程為，滑動變阻器R1的最大阻值為20Ω。只閉合開關(guān)S、S1，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P，電流表的示數(shù)與電壓表的示數(shù)變化關(guān)系圖像如圖乙所示。求：

(1)燈L正常工作時的電阻；

(2)電源電壓及定值電阻R2的阻值；

(3)只閉合開關(guān)S和S2，移動滑動變阻器的滑片P，燈L的圖像如圖丙所示，在保證各元件安全工作的情況下，滑動變阻器R1允許的取值范圍。

Answer 1

【答案】(1)；(2)5V，；(3)

【解析】

(1)燈L正常工作時的電阻

(2)只閉合開關(guān)S、S1，定值電阻R2和滑動變阻器R1串聯(lián)，電壓表測量滑動變阻器R1兩端的電壓，電流表測電路中的電流，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P，得到電流表與電壓表示數(shù)關(guān)系如圖乙所示。由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律可得，電源電壓

在圖乙中取兩組數(shù)據(jù)代入公式，可得

①

②

聯(lián)立①②解得

(3)只閉合開關(guān)S和S2，燈泡L串聯(lián)和滑動變阻器R1串聯(lián)，電壓表測量滑動變阻器R1兩端的電壓，電流表測電路中的電流，由串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可知，當(dāng)電壓表示數(shù)最大為3V時，R1接入電路的電阻最大，此時小燈泡兩端電壓為

由圖丙可知電路中最小電流

則R1接入電路的最大電阻

燈泡L正常工作時電流

燈泡L正常工作時的電壓為4V，此時滑動變阻器兩端的電壓

則R1接入電路的最小電阻

所以R1允許的取值范圍是。

答：(1)燈L正常工作時的電阻為；

(2)電源電壓為5V，定值電阻R2的阻值為10Ω；

(3)只閉合開關(guān)S和S2，滑動變阻器R1允許的取值范圍為。