Question

如圖所示的電路中，電源電壓為24V且保持不變．開關(guān)S閉合，滑動(dòng)變阻器的滑片P移到A端時(shí)，電流表示數(shù)為1A；當(dāng)S斷開，滑片P移到變阻器中點(diǎn)O時(shí)，電壓表示數(shù)為12V．求：
（1）燈絲的電阻；
（2）滑動(dòng)變阻器的最大阻值；
（3）若電壓表量程為0～15V，斷開開關(guān)S，在電壓表不超過量程的情況下，燈泡功率的變化范圍．

Answer 1

解：（1）電流表測燈泡的電流，U_L=U_電源=24V，I_L=1A，
R_L===24Ω；
（2）S斷開，P在中點(diǎn)O時(shí)，R_L與R_AB串聯(lián)，U_OA=12V，
根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)，U=U_OA+U'_L得：
U_L′=U-U_OA=24V-12V=12V，
所以，U_L′=U_OA，
則R_AB=R_L=24Ω，
故滑動(dòng)變阻器最大電阻R_AB=48Ω；
（3）斷開開關(guān)S，R_L與R串聯(lián)，
當(dāng)電壓表示數(shù)最大為15V時(shí)，U_L最小為24V-15V=9V
所以P_L最小值===3.4W，
當(dāng)電壓表示數(shù)為最小0時(shí)，U_L最大為24V，
所以P_L最大值===24W，
在電壓表不超過量程的情況下，燈泡功率的變化范圍是3.4W～24W．
答：（1）燈絲的電阻是24Ω；
（2）滑動(dòng)變阻器的最大阻值是48Ω；
（3）若電壓表量程為0～15V，斷開開關(guān)S，在電壓表不超過量程的情況下，燈泡功率的變化范圍是3.4W～24W．
分析：（1）S閉合P在A時(shí)，R_L與R_AB并聯(lián)，根據(jù)歐姆定律即可求電阻；
（2）明確開關(guān)斷開時(shí)電路的連接方式，然后根據(jù)串電路的特點(diǎn)和歐姆定律即可求解；
（3）斷開開關(guān)S，R_L與R串聯(lián)，則根據(jù)電壓表的量程可知滑動(dòng)變阻器的電壓的變化范圍，利用串聯(lián)電路的特點(diǎn)從而可知燈泡L的電壓變化范圍，然后利用P=計(jì)算燈泡的功率變化范圍．
點(diǎn)評(píng)：對于通過開關(guān)的斷與合及滑動(dòng)變阻器來改變電路的問題，首先應(yīng)將電路的連接情況分析清楚，在分析電路時(shí)要忽略電壓表，然后根據(jù)電路特點(diǎn)來求解．