Question

速求！！一道物理题~~

如图所示电路，电源电压不变，R1=18Ω，小灯泡标有“6V 3W”（电阻不变），滑动变阻器的最大阻值为50Ω，电流表的量程是0～0.6A，电压表的量程是0～3V．当只断开S2时，电流表示数为0.5A．求：
（1）电源电压；
（2）只闭合S1时，小灯泡消耗的电功率；
（3）只闭合S2时，在不超过电流表、电压表量程的情况下，小灯泡电压的变化范围

Answer 1

只断开S2，电路中只有R1。则电源电压U=IR1=0.5*18=9V

只闭合S1，L与R1串联。L的电阻为R=U^2/P=36/3=12Ω。则此时的电流I=U/(R+R1)=9/30=0.3A
则灯泡的电功率为P=I^2R=0.09*12=1.08W

只闭合S2，L与R2的左半部分串联。当V=3V时，小灯泡上的电压是U-3=6V。此时电流为6/R=0.5A，R2的阻值为V/I=3/0.5=6Ω。

若电流表为0.6A，则L上的电压为0.6*R=7.2V，此时电压表读数为9-7.2=1.8V。所以小灯泡电压变化范围为6——7.2V

Answer 2

（1）只断开S2时，灯泡L被短路，R2断路，此时电路中只接通了R1，电压表接在电源两极间，电压表的示数为电源电压。U=IR1=9V。
（2）只闭合S1是灯L和R1串联接入电路中的，RL=UL^2/PL=12Ω，I=U/（RL+R1）
PL‘=I^2RL=1.08W.
（3）灯泡两端的电大电压为6V，所以并联的最小电压为3V，此时电路中的总电流为I=UL/RL=0.5A，R1通过的电流I1=U并/R1=1/6，I2=I-I1=1/3A。R2=U并/I2=9Ω，此为R2的最小值，因为在小的话灯两端电压大于额定电压，当滑动变阻器电阻增大的话灯泡是安全的，滑动变阻器电阻最大时R并=225/17，R总=429/17，I=U/R总=153/429，UL=IRL=4.28V
所以滑动变阻器的阻值变化范围是9~50Ω，灯泡两端电压变化为4.28~6V

Answer 3

(1)只断开S2时，灯泡被短路，故只有R1上有电压，所以U=I*R1=9V
(2)仅闭合S1相当于L与R1串联，故I=U/(R灯+R1）=0.3，P=I²*R灯=1.08W
（3）金币和S2，P移到a端电压最大，为9V，移到b端最小，为U*R1/(R1+Rmax)=9*12/(12+50)=54/31V

Answer 4

由已知可得AB之间距离为SAB=(h1-h2)/sin30=9.6m
,为了保证A,B两球不会在斜面上相碰
所以在时间t后球走的距离小于SAB
1/2at^2<SAB
a=gsin30=5m/s^2
代入得t<4√6/5s
t最长不能超过
4√6/5s