Question

13．如圖所示，電源電壓18V且保持不變，電流表接0-0.6A量程，電壓表接0-15V量程，燈泡上標(biāo)有“6V 3W”字樣，不考慮溫度對(duì)燈絲電阻影響，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.4A時(shí)，電壓表的示數(shù)為13.2V，為了保證電路的安全，滑動(dòng)變阻器允許接入的最大阻值為60Ω．

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)量電路中的電流．
（1）先根據(jù)R=$\frac{{U}^{2}}{P}$求出燈泡的電阻，然后根據(jù)歐姆定律的應(yīng)用求出燈泡兩端電壓，最后根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律求出滑動(dòng)變阻器兩端電壓，即電壓表的示數(shù)；
（2）當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出燈泡兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電路特點(diǎn)和歐姆定律得出等式求出變阻器接入電路中的最大阻值．

解答 解：燈泡的阻值：R_L=$\frac{{U}_{L}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω；
由I=$\frac{U}{R}$可知，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.4A時(shí)，燈泡兩端電壓：U_L′=I×R_L=0.4A×12Ω=4.8V；
因?yàn)榇��?lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和，所以滑動(dòng)變阻器兩端電壓：U₁=18V-4.8V=13.2V；
當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，此時(shí)燈泡兩端電壓：U₂=U-U_max=18V-15V=3V；
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以電路電流：I′=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{L}}$=$\frac{3V}{12Ω}$=0.25A；
由I=$\frac{U}{R}$可知，滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值：R_max=$\frac{{U}_{max}}{I′}$=$\frac{15V}{0.25A}$=60Ω．
故答案為：13.2；60．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了歐姆定律、電功率公式及公式變形的應(yīng)用以及串聯(lián)電路的特點(diǎn)；難點(diǎn)是為保證各電路元件安全使用時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻大小的判斷．