Question

【題目】實驗室里有一個標有“6V 3W”的小燈泡L1和一個標有“6V”的小燈泡L2，將它們連接到圖甲所示電源電壓可調的電路中，其中通過L2的電流與電壓的關系如圖乙所示，電流表、電壓表均使用大量程（0～3A，0～15V），開關均閉合時，滑片P置于最右端時，調節(jié)電源電壓使小燈泡L2正常發(fā)光，電流表的示數(shù)為1.3A。求：

（1）L2正常發(fā)光時的電阻。

（2）滑動變阻器的最大電阻。

（3）在一個小燈泡正常發(fā)光的條件下，電源電壓的調節(jié)范圍。

Answer 1

【答案】（1）6Ω；（2）20Ω；（3）6V-16V

【解析】

（1）由圖乙得到小燈泡L2正常發(fā)光時，U2=6V，I2=1A， L2正常發(fā)光時的電阻R2==6Ω；

（2）由圖可知，閉合開關S1、S2、S3，滑片P置于最右端時，滑動變阻器的最大阻值與燈泡L2并聯(lián)，電流表測干路電流，并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，且小燈泡L2正常發(fā)光，所以電源的電壓：U=U1=6V， 并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以通過滑動變阻器的電流：I滑=I-I1=1.3A-1A=0.3A，滑動變阻器的最大阻值：R滑大=20Ω；

（3）①L1的阻值R1==12Ω，通過L1的額定電流I1==0.5A，

串聯(lián)電路電流相等，所以電路中最大電流為0.5A，由乙圖可知當電流為0.5A時，L2兩端的電壓為2V，所以電源電壓U=U1+U2=6V+2V=8V；

②只閉合開關S1時，L1與滑動變阻器串聯(lián)，L1正常發(fā)光時的電流I1=0.5A，L1的阻值為R1=12Ω，總電阻最大值R總最大=12Ω+20Ω=32Ω，電路中總電阻變化范圍為12Ω-32Ω，電源電壓最小值U=IR=0.5A×12Ω=6V，最大值U=IR=0.5A×32Ω=16V，故電源電壓的調節(jié)范圍為6-16 V；

③閉合S1、 S2，斷開S3，滑動變阻器與L2并聯(lián)再與L1串聯(lián)，電路的總電阻最小值為12Ω，最大值為12Ω+20Ω=32Ω，也在12Ω-32Ω范圍內(nèi)，所以電壓范圍也在第②種情況的范圍之內(nèi)；

④當閉合S2和S3時，只有L2接入電路，電源電壓為6V時，L2正常發(fā)光；

⑤當開關全閉合時，滑動變阻器與L2并聯(lián)，電源電壓為6V，L2正常發(fā)光；

綜上所述電源電壓的調節(jié)范圍為6V-16V。

答：（1）L2正常發(fā)光時的電阻是6Ω；

（2）滑動變阻器的最大電阻是20Ω；

（3）在一個小燈泡正常發(fā)光的條件下，電源電壓的調節(jié)范圍是6V-16V。