Question

【題目】在如圖所示電路中，小燈泡R1標有“4V1.6W”字樣，定值電阻R2=20Ω，滑動變阻器R3允許通過的最大電流為1A，電流表A1的量程為0～0.6A，電流表A2的量程為0～3A，電壓表的量程為0～3V，電源電壓和小燈泡的阻值均保持不變。只閉合開關S2時，電壓表的示數(shù)為2V；將滑動變阻器滑片滑到最左端，閉合所有開關，此時電流表A2示數(shù)為0.5A．求：

（1）電源電壓；

（2）滑動變阻器R3的最大阻值；

（3）只閉合開關S3，在電路安全的情況下，小燈泡電功率的變化范圍。

Answer 1

【答案】（1）6V（2）30Ω（3）0.225W～0.9W

【解析】

（1）燈泡的電阻：R1==10Ω，

只閉合開關S2時，燈泡R1與電阻R2串聯(lián)，電壓表測R1兩端的電壓，

因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，電路中的電流：I==0.2A，

因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，

所以，電源的電壓：U=I（R1+R2）=0.2A×（10Ω+20Ω）=6V；

（2）將滑動變阻器滑片滑到最左端，閉合所有開關，電阻R2與R3的最大阻值并聯(lián)，電流表A2測干路電流，此時電路的總電阻：R==12Ω，

因并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和，所以，，即，解得：R3=30Ω；

（3）只閉合開關S3時，燈泡R1與滑動變阻器R3串聯(lián)，電流表A1測電路中的電流，電壓表測R1兩端的電壓，當電壓表的示數(shù)R1′=3V時，燈泡兩端的電壓最大，其實際功率最大，P1大==0.9W，

當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路中的電流最小，R1的功率最小，

此時電路中的電流：I小==0.15A，

則燈泡的最小功率：P1小=I小2R1=（0.15A）2×10Ω=0.225W，

所以，小燈泡電功率的變化范圍為0.225W～0.9W。

答：（1）電源電壓為6V；

（2）滑動變阻器R3的最大阻值為30Ω；

（3）只閉合開關S3，在電路安全的情況下，小燈泡電功率的變化范圍為0.225W～0.9W。