Question

在如圖所示的電路中，電源電壓為3V，L₁上標(biāo)有“6V  3W”，L₂上標(biāo)有“3V  3W”，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“10Ω  1.5A”．要使L₂正常發(fā)光，則應(yīng)使S₁、S₂分別處于

 

，同時(shí)將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到

 

端，此時(shí)電路消耗的總功率是

 

W；當(dāng)S₁斷開(kāi)、S₂接b時(shí)，為使電路消耗的總功率不超過(guò)0.5W，滑動(dòng)變阻器的阻值變化范圍是

 

，電壓表的示數(shù)變化范圍是

 

．

Answer 1

分析：（1）燈L₂正常發(fā)光時(shí)的電壓等于電源的電壓，結(jié)合圖得出開(kāi)關(guān)S₁、S₂連接情況，判斷出滑動(dòng)變阻器滑片的位置，以及此時(shí)電路消耗的總功率；
（2）因電路消耗的總功率不超過(guò)0.5W，所以由歐姆定律求出此時(shí)最大電流、總電阻即可求出滑動(dòng)變阻器的阻值變化范圍，電壓表是測(cè)滑動(dòng)變阻器的電壓，由歐姆定律可以求出電壓表示數(shù)變化范圍．

解答：解：（1）當(dāng)燈L₂兩端的電壓為3V時(shí)，正常發(fā)光，
閉合開(kāi)關(guān)S₁、S₂與a接觸，形成閉合的電流回路；
同時(shí)滑動(dòng)變阻器的接入電阻為零時(shí)，
L₁的電阻為R₁=

U 2 L

P

=

(6V)2

3W

=12Ω，
此時(shí)L₁的消耗的電功率P₁=

(3V)2

12Ω

=0.75W，
燈L₂正常工作，故消耗的總功率為3W，
電路消耗的總功率P_總=3W+0.75W=3.75W；
（2）當(dāng)S₁斷開(kāi)、S₂接b時(shí)，
∵電路消耗的總功率不超過(guò)0.5W時(shí)，
∴此時(shí)的最大電流I=

P

U

=

1

6

A；
由R=

U2

P

得：
R₁=

(6V)2

3W

=12Ω，R₂=

(3V)2

3W

=3Ω；  
燈L₁，L₂和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，
由歐姆定律得：
I=

U

R總

=

U

R +R1+R2

=

3V

12Ω+3Ω+R

=

1

6

A，
解上式得：R=3Ω，
此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為：U_R=IR=

1

6

A×3Ω=0.5V，
由以上分析可知：滑動(dòng)變阻器的阻值變化范圍是3Ω～10Ω；
當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電阻為R=10Ω時(shí)，
電路中的電流
I=

U

R總

=

3V

12Ω+3Ω+10Ω

=0.12A，
滑動(dòng)變阻器兩端的電壓
U_R=IR=0.12A×10Ω=1.2V，
所以，電壓表示數(shù)的變化范圍是0.5V～1.2V．
故答案為：S₁閉合，S₂接A；A；3.75W；3Ω～10Ω；0.5V～1.2V．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵：一是燈L₂正常發(fā)光時(shí)的要求；二是電路消耗的總功率不超過(guò)0.5W時(shí)，判斷得出電路中的最大電流．