Question

如圖所示，燈L上標(biāo)有“12V 3.6W”，定值電阻R1的阻值為10歐，滑動(dòng)變阻器R2上標(biāo)有“50Ω 1A”。

（1）閉合S1、S2，燈L正常發(fā)光。電流表、電壓表的量程分別為0～3A，0～15V，求：①燈正常發(fā)光時(shí)的電阻；②滑動(dòng)變阻器允許連入的阻值范圍。

（2）斷開(kāi)S1、S2，用一個(gè)新的電源去替代原來(lái)的電源，電流表、電壓表的量程分別為0～0.6A，0～3V。移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片過(guò)程中，要求兩個(gè)電表先后均能達(dá)到滿刻度，且電路正常工作。求允許替換電源的范圍。

 

Answer 1

（1）40Ω 12Ω≤R滑≤50Ω （2）6V≤U<9V

【解析】

試題分析：（1）閉合S1、S2，燈L、 R2并聯(lián)。

①

②當(dāng)滑動(dòng)變阻器達(dá)到允許通過(guò)的最大電流1A時(shí)，電流表是安全的。

所以滑動(dòng)變阻器允許連入最小值為

12Ω≤R滑≤50Ω

（2）斷開(kāi)S1、S2，R1、R2串聯(lián)。

當(dāng)電流表示數(shù)最大時(shí)I最大=0.6安，滑動(dòng)變阻器阻值為0時(shí)，電壓表示數(shù)為零，此時(shí)電源電壓最小。

U最小=I最大R總最小=0.6A×10Ω=6V

當(dāng)電源電壓為6V時(shí)，電流表示數(shù)為0.6A,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，可以使滑動(dòng)變阻器兩端電壓為3V。移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片過(guò)程中，要求兩個(gè)電表先后均能達(dá)到滿刻度，且電路正常工作。符合題意，電源電壓最小為6V.

當(dāng)R2兩端電壓 U2=3伏時(shí)，，U= U1+U2=10Ω×0.06A+3V=3.6V，

此時(shí)電流表示數(shù)為0.06A，不可能達(dá)到最大，所以電源電壓3.6V不符合題意。

當(dāng)I最大=0.6AR1兩端電壓最大且U2最大=3V時(shí)，R2兩端電壓最大，最大電源電壓為U′最大= U1+U2=0.6A×10Ω+3V=9V；因題中要求兩個(gè)電表先后均能達(dá)到滿刻度，所以最大電壓應(yīng)不大于9V。

所以 6V≤U<9V。

考點(diǎn)：串、并聯(lián)電路電壓和電流特點(diǎn) 歐姆定律 電功率的計(jì)算