Question

【題目】如圖所示，電源電壓不變，小燈泡L的額定電壓為6V，滑動變阻器R1的規格為“30Ω 1A”。閉合開關，當滑片P置于中點時燈泡正常發光，電流表指針指在滿偏的三分之二，電表表盤如圖所示。

(1)求燈泡的額定功率；

(2)電源電壓；

(3)用定值電阻R2替代小燈泡，再將另一電壓表V2接入電路，其它部分電路連接不變。閉合開關，當滑片P置于某一位置時，三個電表指針偏轉的角度相同，且電壓表V2示數大于電壓表V1的示數。求R2可能的阻值。

Answer 1

【答案】（1）2.4W；（2）12V；（3）25Ω、20Ω

【解析】

(1)由電路圖知，閉合開關時，L與變阻器R1串聯，電壓表測R1兩端電壓，電流表測電路中電流，滑片P置于中點時（連入電路的阻值為），燈正常發光，電流表指針指在滿偏的三分之二，因為變阻器允許通過的最大電流為1A，所以電流表使用的是量程，所以此時

由P＝UI可得，燈泡的額定功率

(2)由歐姆定律可得，變阻器R1兩端電壓

所以電源電壓

U＝U額+U1＝6V＋6V＝12V

(3)用定值電阻R2替代小燈泡，R2與變阻器R1串聯，其它部分電路連接不變。

①若電壓表V2并聯在R2兩端，如圖所示

兩個電壓表指針偏轉的角度相同，且V2示數大于表V1的示數，所以V2使用量程，V1使用量程，且

U2＝5U1

所以

U1＝U＝×12V＝2V

則

U2＝5U1＝5×2V＝10V

電壓表偏轉2大格，由于三個電表指針偏轉的角度相同，則電流表的示數為0.4A或2A，因為滑動變阻器允許通過的最大電流為1A，所以電路中的電流為0.4A；

則

②若電壓表V2并聯在電源兩端，如圖所示

則

U2＝12V

則

U1＝U2＝×12V＝2.4V

電壓表的指針偏轉了24小格，電流表偏轉24小格對應的電流為0.48A或2.4A；因為滑動變阻器允許通過的最大電流為1A，所以電路中的電流為0.48A；則由串聯電路特點和歐姆定律可得

答：(1)燈泡的額定功率是2.4W；

(2)電源電壓是12V；

(3)當電壓表V2并聯在R2兩端時，R2的阻值是25Ω；電壓表V2并聯在電源兩端時，R2的阻值是20Ω。