Question

9．如圖，電源電壓為7.5V且保持不變，R′為保護電阻，L為標有“6V 3W”的小燈泡，不考慮燈絲的電阻隨溫度的變化，電流表的量程0～0.6A，電壓表的量程為0～3V，閉合開關S后，要求燈L兩端的電壓不超過額定電壓，且電流表和電壓表的示數不超過各自的量程，則燈L正常工作1min通過的電量是30C．滑動變阻器接入電路中的最大電阻是8Ω．

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡L與滑動變阻器串聯，電壓表測量滑動變阻器的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據P=UI求出通過燈泡的電流，根據I=$\frac{Q}{t}$求出燈L正常工作1min通過的電量；
（2）根據歐姆定律求出燈泡的電阻，根據串聯電路的分壓特點可知，當電壓表的上示數最大時滑動變阻器接入電路中的電阻最大，根據串聯電路的電壓特點可求燈泡兩端的電壓，根據串聯電路的電流特點和歐姆定律求出電路中的電流，再根據歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的最大阻值．

解答 解：由電路圖可知，燈泡L與滑動變阻器串聯，電壓表測量滑動變阻器的電壓，電流表測電路中的電流．
（1）由P=UI可得，燈泡正常發(fā)光時通過的電流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
由I=$\frac{Q}{t}$可得，燈L正常工作1min通過的電量：
Q=I_Lt=0.5A×60s=30C；
（2）由I=$\frac{U}{R}$可得，燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，
當電壓表的示數為3V時，滑動變阻器接入電路中的電阻最大，
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，燈泡兩端的電壓：
U_L′=U-U_滑=7.5V-3V=4.5V，
因串聯電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{{U}_{L}′}{{R}_{L}}$=$\frac{4.5V}{12Ω}$=0.375A，
則滑動變阻器接入電路中的最大阻值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3V}{0.375A}$=8Ω．
故答案為：30；8．

點評 本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的靈活應用，關鍵是根據串聯電路的分壓特點判斷出電壓表的示數最大時變阻器接入電路中的電阻最大．