Question

【題目】如圖甲所示電路，電源電壓恒為6V，小燈泡L的I﹣U圖象如圖乙所示。電阻R1為10Ω滑動(dòng)變阻器R2的最大電流為1A，電流表的量程為0﹣0.6A，電壓表的量程為0～3V．求：

（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí)，小燈泡L正常發(fā)光，此時(shí)小燈泡L的電阻；

（2）只閉合開(kāi)關(guān)S3，移動(dòng)滑片P，當(dāng)R2接入電路中的阻值為其最大阻值的1/5時(shí)，電流表的示數(shù)為0.2A，滑動(dòng)變阻器的最大阻值；

（3）只閉合開(kāi)關(guān)S1，為保護(hù)電路安全，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值范圍。

Answer 1

【答案】0.25A 50Ω 0~10Ω

【解析】

（1）當(dāng)開(kāi)關(guān)S1、S2、S3都閉合時(shí)，滑動(dòng)變阻器R2短路，此時(shí)燈與定值電阻R1并聯(lián)，等效電路圖如下圖：

此時(shí)R1兩端電壓等于電源電壓，即：U1=6V

R1=10Ω,則R1上流過(guò)的電流為：

觀察圖乙可知，當(dāng)小燈泡兩端電壓為6V時(shí)，小燈泡的電流為0.25A；

（2）只閉合開(kāi)關(guān)S3，此時(shí)L、R2串聯(lián)，簡(jiǎn)化電路圖如下圖：

設(shè)R2的最大阻值為Rm，此時(shí)R2=0.2Rm，I=0.2A

從乙圖看出，當(dāng)I=0.2A時(shí)，燈L兩端電壓為4V，則：

則Rm=5R2=50Ω

（3）只閉合開(kāi)關(guān) S1，此時(shí)電阻R1與R2串聯(lián)，電壓表測(cè)量R2兩端電壓，電流表測(cè)量干路電流。分析題干相關(guān)信息可知，電流不能超出電流表量程0.6A并且R2兩端電壓要小于3V；

當(dāng)電流為0.6A時(shí)，根據(jù)歐姆定律可知，此時(shí)電路總電阻為，即此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中阻值為0Ω，根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理，當(dāng)滑動(dòng)變阻器兩端最大電壓為3V時(shí)，U-UR2=UL;電阻R1兩端最小電壓此時(shí)為3V，此時(shí)電路中電流為,此時(shí)滑動(dòng)變阻器最大電阻為，所以滑動(dòng)變阻器的阻值變化范圍是“0Ω~10Ω”