Question

（2007?黄冈模拟）如图所示，电源电压12V保持不变，小灯泡L的规格为“6V 3W”，滑动变阻器的最大阻值为2

（2007?黄冈模拟）如图所示，电源电压12V保持不变，小灯泡L的规格为“6V 3W”，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，电流表的量程为0-3A．（1）当开关S1、S2都断开时，小灯泡L恰能正常发光，R1的阻值为多大？在10min内电流通过R1所产生的热量是多少？（2）当开关S1、S2均闭合时，要使电流表安全使用，变阻器接入电路的阻值的变化范围是多少？

Answer 1

（1）∵P=UI
∴当开关S₁、S₂都断开时，电路中的电流：I=

PL

UL

=

3W

6V

=0.5A；
∵I=

U

R

，并且串联电路两端电压等于各部分电压之和
∴R₁的阻值：R₁=

U?UL

I

=

12V?6V

0.5A

=12Ω；
10min内电流通过R₁所产生的热量：Q=I²R₁t=（0.5A）²×12Ω×600s=1800J；
（2）当开关S₁、S₂均闭合时，滑动变阻器和定值电阻并联，此时通过R₁的电流：I₁=

U

R1

=

12V

12Ω

=1A，
∵并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，
∴通过滑动变阻器的电流：I₂=3A-1A=2A，
故滑动变阻器接入电路的最小阻值：R_最小=

U

I2

=

12V

2A

=6Ω，最大阻值为滑动变阻器的最大值．
因此滑动变阻器接入电路阻值的变化范围为6Ω～20Ω．
答：（1）R₁的阻值为12Ω；在10min内电流通过R₁所产生的热量是1800J；
（2）当开关S₁、S₂均闭合时，要使电流表安全使用，变阻器接入电路的阻值的变化范围是6Ω～20Ω．