Question

6．如圖所示電路中，滑動變阻器銘牌上標(biāo)有“50Ω  1A”字樣，電壓表量程0～15V．閉合開關(guān)S₁、S₂，斷開開關(guān)S₃，調(diào)節(jié)變阻器滑片P至某位置，電壓表示數(shù)為6.0V，電流表示數(shù)為0.50A，燈泡正常發(fā)光；再閉合開關(guān)S₃，電流表示數(shù)為0.75A．求：
（1）變阻器接入電路的阻值．
（2）燈泡的額定功率．
（3）只閉合開關(guān)S₁、S₂，改變電源電壓并移動滑片P，則使燈泡正常發(fā)光的電源電壓最大值為18V．

Answer 1

分析 （1）開關(guān)S₁、S₂閉合，斷開開關(guān)S₃，L與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器兩端電壓，電流表測電路中電流，根據(jù)歐姆定律計(jì)算變阻器接入電路的阻值；
（2）三個(gè)開關(guān)都閉合，L短路，只有滑動變阻器連入電路，根據(jù)歐姆定律計(jì)算電源電壓；
由開關(guān)S₁、S₂閉合，斷開開關(guān)S₃，燈泡正常發(fā)光，從而求得燈泡的額定功率；
（3）根據(jù)電壓表量程以及燈泡正常發(fā)光電壓，由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律確定最大的電源電壓．

解答 解：
（1）由圖可知，開關(guān)S₁、S₂閉合，斷開開關(guān)S₃，L與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器兩端電壓，電流表測電路中電流，
根據(jù)I=$\frac{U}{R}$得變阻器接入電路的阻值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{6.0V}{0.50A}$=12Ω；
（2）由圖知，三個(gè)開關(guān)都閉合時(shí)，L短路，只有滑動變阻器連入電路中，
電源電壓
：U=U_滑′=I′R_滑=0.75A×12Ω=9V，
開關(guān)S₁、S₂閉合，斷開開關(guān)S₃時(shí)，燈泡恰好正常發(fā)光，
由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)知：U_額=U-U_滑=9V-6V=3V，
所以燈泡的額定功率：P_額=U_額I=3V×0.50A=1.5W；
（3）只閉合開關(guān)S₁、S₂，改變電源電壓并移動滑片P，使電路安全工作，
由電壓表量程可知滑動變阻器兩端電壓最大：U_滑′=15V，
調(diào)節(jié)滑片燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電路中電流最大，
此時(shí)變阻器連入阻值R_滑′=$\frac{{U}_{滑}′}{I}$=$\frac{15V}{0.50A}$=30Ω＜50Ω，
即此時(shí)變阻器連入阻值在變阻器調(diào)節(jié)范圍之內(nèi)，
所以此時(shí)的電源電壓：
U_源′=U_滑′+U_L=15V+3V=18V．
答：（1）變阻器接入電路的阻值12Ω．
（2）燈泡的額定功率1.5W．
（3）18．

點(diǎn)評 本題主要考查了串聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律公式應(yīng)用和電功率計(jì)算公式的應(yīng)用，知道燈泡正常發(fā)光時(shí)電壓等于其額定電壓，難點(diǎn)是正確求出電源電壓的大�。�