Question

【題目】如左圖所示電路，電源電壓可調(diào)，小燈泡標(biāo)有“6V 0.5A”字樣，小燈泡的I-U圖像如右圖所示。電流表量程為0~0.6A，電壓表的量程為0~15V，滑動變阻器R1的規(guī)格為“50Ω 1A”。

（1）電源電壓調(diào)至6V，只閉合開關(guān)S、S1，調(diào)節(jié)滑動變阻器使小燈泡正常發(fā)光，電流表示數(shù)為0.6A，求電壓表的示數(shù)和R2的阻值；

（2）電源電壓調(diào)至18V，只閉合開關(guān)S，為保證電路安全，求滑動變阻器的取值范圍；

（3）電源電壓調(diào)至15V，閉合開關(guān)S、S1、S2，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表達到最大值，求小燈泡的電功率和整個電路消耗的最大功率。

Answer 1

【答案】（1）0,60Ω；（2）24Ω~50Ω；（3）0,9W

【解析】

(1)閉合S、S1，燈L正常發(fā)光 ，U燈=6V ，電壓表測滑動變阻器電壓。

滑動變阻器的電壓為

U滑=U總-UL=6V-6V=0

L與R2并聯(lián)，所以R2中的電流為

I2=I-IL=0.6A-0.5A=0.1A

R2的阻值為

(2)只閉合S時，R1與L串聯(lián)，U總2=18V

當(dāng)電流最大時，R1阻值最小，為保證電路安全，IL最大為0.5A,電流表最大為0.6A，取IL=0.5A，UL=6v，所以滑動變阻器的電壓為

U滑2=U總2-UL=18V-6V=12V

滑動變阻器R1的阻值最小為

當(dāng)電壓表示數(shù)最大時，R1阻值最大，U’1=15V，所以燈泡的電壓為

U’L=U’總-U’1=18V-15V=3V

如圖乙可知，此時燈泡的電流為I’=0.3A，所以滑動變阻器電阻的最大值為

所以滑動變阻器取值范圍為24Ω~50Ω。

(3)S、S1、S2都閉合，燈L短路，所以P燈=0；R1、R2并聯(lián)，電流最大為I=0.6A，所以最大功率為

答：(1) 電壓表的示數(shù)為0，R2的阻值為60Ω；

(2) 滑動變阻器的取值范圍為24Ω~50Ω；

(3) 小燈泡的電功率為0，整個電路消耗的最大功率為9W。