Question

【題目】如圖所示電路中，滑動變阻器銘牌上標(biāo)有“50Ω 1A”字樣，電壓表量程0～15V．閉合開關(guān)S1、S2，斷開開關(guān)S3，調(diào)節(jié)變阻器滑片P至某位置，電壓表示數(shù)為8.0V，電流表示數(shù)為0.50A，燈泡正常發(fā)光；再閉合開關(guān)S3，電流表示數(shù)變?yōu)?/span>0.75A．求：

（1）變阻器接入電路的阻值；

（2）燈泡的額定功率；

（3）只閉合開關(guān)S1、S2，改變電源電壓并移動滑片P，則使燈泡正常發(fā)光的電源電壓最大值為 V．

Answer 1

【答案】（1）變阻器接入電路的阻值為16Ω；

（2）燈泡的額定功率2W；

（3）只閉合開關(guān)S1、S2，改變電源電壓并移動滑片P，則使燈泡正常發(fā)光的電源電壓最大值為19.0V

【解析】試題分析：（1）閉合開關(guān)S1、S2，斷開開關(guān)S3，燈泡L與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器兩端電壓，電流表測電路中電流，根據(jù)歐姆定律求出變阻器接入電路的阻值；

（2）開關(guān)S1、S2、S3閉合時(shí)，電路為滑動變阻器的簡單電路，電流表測電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出電源的電壓；開關(guān)S1、S2閉合，斷開開關(guān)S3時(shí)，燈泡正常發(fā)光，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)P=UI求出燈泡的額定功率；

（3）僅閉合開關(guān)S1、S2，比較燈泡L正常發(fā)光時(shí)的電流和滑動變阻器允許通過的最大電流確定電路中的最大電流，根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)其兩端的電壓，然后與電壓表的量程相比較確定滑動變阻器兩端的最大電壓，然后根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電源的最大電壓．

解：（1）當(dāng)開關(guān)S1、S2閉合，斷開開關(guān)S3時(shí)，L與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測變阻器兩端電壓，電流表測電路中電流，

由I=可得，變阻器接入電路的阻值：

R滑===16Ω

（2）開關(guān)S1、S2、S3閉合時(shí)，燈泡被短路，電路為滑動變阻器的簡單電路，電流表測電路中的電流，

則電源的電壓：

U=I′R滑=0.75A×16Ω=12V，

開關(guān)S1、S2閉合，斷開開關(guān)S3時(shí)，燈泡恰好正常發(fā)光，

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，

所以，燈泡兩端的電壓：

UL=U﹣U滑=12V﹣8V=4V，

燈泡的額定功率：

P=ULI=4V×0.5A=2W；

（3）僅閉合開關(guān)S1、S2時(shí)，

因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為0.5A，變阻器允許通過的最大電流為1A，

所以，電路中的最大電流I=0.5A，

當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時(shí)其兩端的電壓：

UAB=IR滑大=0.5A×50Ω=25.0V，此電壓超過了電壓表量程，所以滑動變阻器兩端的最大電壓U滑大=15.0V，

則電源電壓的最大值：

U大=UL+U滑大=4.0V+15.0V=19.0V

答：（1）變阻器接入電路的阻值為16Ω；

（2）燈泡的額定功率2W；

（3）只閉合開關(guān)S1、S2，改變電源電壓并移動滑片P，則使燈泡正常發(fā)光的電源電壓最大值為19.0V．