Question

【題目】如圖1所示，已知小燈泡L上標(biāo)有“6V 3W”字樣，R0=20Ω，滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為100Ω．求：

圖1 圖2
（1）小燈泡的電阻（設(shè)燈絲電阻不隨溫度變化）
（2）只閉合S1 ， 移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P，變阻器兩端電壓與其連入電路的電阻關(guān)系如圖2所示；當(dāng)滑片置于某點(diǎn)a時(shí)，電壓表示數(shù)Ua=8V．求此時(shí)電流表示數(shù)及電源電壓
（3）已知電壓表量程為0～15V，在電壓表示數(shù)不超過(guò)量程，燈泡兩端電壓不超過(guò)額定值的情況下，只閉合S2時(shí)，求滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值范圍

Answer 1

【答案】
（1）

解：由P=可得，燈泡電阻：

RL===12Ω；

答：小燈泡的電阻為12Ω；

（2）

只閉合S1，R0與R串聯(lián)，由圖2可知，當(dāng)電壓表示數(shù)Ua=8V時(shí)，R=16Ω，

因串聯(lián)電路中各處的電流相等，則電路中的電流I=Ia===0.5A，

總阻值R總=R0+R=20Ω+16Ω=36Ω；

由歐姆定律得：電源電壓U=IR總=0.5A×36Ω=18V；

答：電流表示數(shù)為0.5A，電源電壓為18V；

（3）

只閉合S2時(shí)，燈泡L與變阻器串聯(lián)，由于燈泡的額定電壓為6V，則燈泡兩端的電壓最大電壓為6V；

則由P=UI得電路中的最大電流：I最大=IL===0.5A，

由歐姆定律得：總電阻R總最小===36Ω；

由串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和可得：

變阻器接入電路中的最小電阻R最小=R總最小﹣RL=36Ω﹣12Ω=24Ω；

為保護(hù)電壓表的量程，則電壓表的最大示數(shù)為15V，

由串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和可得：

燈泡兩端的電壓為UL′=U﹣UR最大=18V﹣15V=3V，

則通過(guò)燈泡的最小電流I最小===0.25A，

由歐姆定律得：變阻器接入電路中的最大電阻R最大===60Ω；

由此可知：滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值范圍是24Ω～60Ω．

答：滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值范圍為24Ω～60Ω．

【解析】（1）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)P=求出小燈泡的電阻；
（2）只閉合S1 ， R0與R串聯(lián)，電壓表測(cè)R兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，由圖2讀出電壓表示數(shù)Ua=8V時(shí)R的阻值，利用歐姆定律求出電流，利用電阻的串聯(lián)求出電路中的總電阻，即可求出電源電壓；
（3）只閉合S2時(shí)，燈泡L與變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，根據(jù)燈泡的額定電壓值求出電流中的最大電流，利用歐姆定律和串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出變阻器接入電路中的最小電阻；
當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時(shí)電路中的電流最小，當(dāng)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律求出變阻器接入電路中的最大電阻．
【考點(diǎn)精析】關(guān)于本題考查的歐姆定律及其應(yīng)用，需要了解歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無(wú)關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過(guò)的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過(guò)的電流就越小．（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）才能得出正確答案．