Question

【題目】如圖所示，電源電壓保持不變，電壓表量程為0～15V，定值電阻R1=20Ω，燈泡L上標有“6V 0.6A”(不考慮燈的電阻變化)的字樣。閉合開關S、S1，斷開S2時，電壓表的示數為12V，燈泡正常發光。求

（1）電源電壓U

（2）滑片位置不改變，僅閉合S、S2，斷開S1，此時R1的電流為多少?

（3）如果用標有“60Ω 1A”字樣的滑動變阻器，當S、S1閉合，S2斷開時，在保障電路安全情況下，R2阻值變化范圍是多少?

Answer 1

【答案】（1）18V；（2）0.45 A；（3）20Ω～50Ω

【解析】

(1)當閉合開關S、S1，斷開S2時，R2與L串聯，電壓表測R2的電壓示數為12V，這時燈泡正常發光，則燈泡L兩端電壓為6V，根據串聯電路電壓特點，電源電壓為：

；

(2)滑片位置不改變，由第(1)燈泡正常發光時，電路電流為0.6A，R2兩端的電壓為12V，利用歐姆定律可得，此時R2接入電路的阻值為：

，

當閉合S、S2，斷開S1，R1與R2串聯，已知R1的阻值為20Ω，由串聯電路電阻規律可得電路總電阻為：

，

根據歐姆定律和串聯電路電流規律可得，此時R1的電流為：

；

(3) R2阻值變化范圍，即R2的最值，當S、S1閉合，S2斷開時，R2與L串聯，燈泡正常工作電流為0.6A，R2允許通過的最大電流為1A，考慮電路安全情況，電路中最大電路為I大=0.6A，此時R2的阻值最小為：

，

當電壓表示數最大為15V時，燈泡分得電壓為3V時，R2的阻值最大，此時電路中的電流最小為：

，

則R2接入的最大阻值：

，

所以用“60Ω 1A”的滑動變阻器時，R2阻值變化范圍是20Ω～50Ω；

答：(1)電源電壓U為18V；

(2)滑片位置不改變，僅閉合S、S2，斷開S1，此時R1的電流為0.45A；

(3)R2阻值變化范圍是20Ω～50Ω。