Question

如图所示,电路的电源电压和灯泡电阻不变,R 1 =5Ω,灯L标有"8V 10Ω"字样(8V是指灯泡正常工作时的电压,超

如图所示,电路的电源电压和灯泡电阻不变,R 1 =5Ω,灯L标有"8V 10Ω"字样(8V是指灯泡正常工作时的电压,超过此电压灯泡容易损坏),电流表量程为0～3A,滑动变阻器R 2 标有"2A"字样．(1)只闭合S 1 时,电流表的示数为0.6A,求电源电压．(2)闭合S 1 、S 2 、S 3 ,滑片移到b端时,电流表的示数为I 总 =2A,求变阻器的最大阻值．(3)若电压表的量程为0～3V,电流表的量程为0～3A,只闭合S 2 时,在保证电路安全的情况下,求变阻器连入电路的阻值范围．

Answer 1

解：(1)只闭合S 1 时,灯L和R 1 串联,如图1, 电源电压:U=I(R 1 +R L )=0.6A×(5Ω+10Ω)=9V； (2)闭合S 1 、S 2 、S 3 ,滑片移到b端(R 2 全连入)时,如图2,R 1 和R 2 并联, 电路中的总电阻: , ∵  , ∴ ； (3)只闭合S 2 时,如图3所示,灯L和R 2 串联, 为保证电路安全,要考虑电压表的量程、电流表的量程是否合适,以及灯两端的电压要小于等于8V: ①对于电流表,量程为0～3A,,当滑动变阻器连入电阻为0时,电流最大:I 大 = = ＜3A,∴当滑片左右移动时,电路中的电流不会超出电流表的量程； ②对于电压表,量程为0～3V,滑动变阻器两端的最大电压U 大 =3V,此时连入的电阻最大: ∵  I= ，∴ ； ③由题知U L =8V是灯泡正常工作时的电压,超过此电压灯泡容易损坏,此时滑动变阻器两端的电压最小(U 小 =U﹣U L =9V﹣8V=1V),连入电路的电阻最小: ∵ , ∴ ； 由①②③可知,为保证电路安全,滑动变阻器连入的电阻范围是1.25Ω﹣5Ω．