Question

如图所示，电源电压保持不变，灯泡L上标有“6V 3W”的字样．不计灯丝电阻随温度的变化，滑动变阻器的最大

如图所示，电源电压保持不变，灯泡L上标有“6V 3W”的字样．不计灯丝电阻随温度的变化，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，滑片移动到A端，闭合S1、S2时，电流表的示数为0.3A：求：（1）电源电压U；（2）滑片移动到B端，闭合S1、S2，求电流表的示数；（3）闭合S1，断开S2，求电压表的示数变化范围．

Answer 1

（1）滑片移动到A端，闭合S₁、S₂时，小灯泡被短路，滑动变阻器全部接入电路，电流表测量电路中的电流，滑动变阻器两端电压等于电源电压，
∵I=

U

R

，
∴电源电压U=I₁R₁=0.3A×20Ω=6V；
（2）滑片移动到B端，闭合S₁、S₂，滑动变阻器全部接入电路，和小灯泡并联，电流表接在干路中，测量的是电流中的总电流，
根据并联电路的电压规律可知，小灯泡两端的电压为6V，等于额定电压6V，
∵P=UI，
∴通过小灯泡的电流I_L=

PL

UL

=

3W

6V

=0.5A，
滑动变阻器两端电压不变，接入电路的电阻不变，通过小灯泡的电流仍然为0.3A，
由并联电路的电流规律可知电流表的示数I₂=I₁+I_L=0.3A+0.5A=0.8A；
（3）闭合S₁，断开S₂，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，
①当滑动变阻器的滑片移动到A端，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的总电阻最大，电源电压不变，根据I=

U

R

可知电路中电流最小，根据U=IR可知此时小灯泡两端的电压最小，根据串联电路的电压特点可知此时滑动变阻器两端电压最大，
∵P=UI=

U2

R

，
∴灯泡电阻R_L=

U 2 L

PL

=

(6V)2

3W

=12Ω，
电路中总电阻R=R_L+R₁=12Ω+20Ω=32Ω，
电路中电流I=

U

R

=

6V

32Ω

=0.1875A，
滑动变阻器两端电压U_大=IR₁=0.1875A×20Ω=3.75V，
则电压表最大示数为3.75V；
②当滑动变阻器的滑片移动到B端，滑动变阻器接入电路中的电阻为0，电压表的示数为0，则电压表的最小示数为0；
据以上①②分析可知，电压表的示数变化范围为0～3.75V．
答：（1）电源电压为6V；
（2）滑片移动到B端，闭合S₁、S₂，电流表的示数为0.8A；
（3）闭合S₁，断开S₂，电压表的示数变化范围为0～3.75V．