Question

【題目】如圖的所示，燈上標(biāo)有“ ”，定值電阻的阻值為歐，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“ ”．

【1】閉合、，燈正常發(fā)光．電流表、電壓表的量程分別為，．求：

①燈正常發(fā)光時(shí)的電阻；

②滑動(dòng)變阻器允許連入的阻值范圍．_______

【2】斷開、，用一個(gè)新的電源替代原來(lái)的電源，電流表、電壓表的量程分別為，．移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片過(guò)程中，要求兩個(gè)電表先后均能達(dá)到滿刻度，且電路正常工作．求允許替換電源的范圍．________

Answer 1

【答案】

【1】 40Ω 12ΩR滑50Ω

【2】 6VU<9V

【解析】

（1）已知燈泡額定電壓和額定功率，利用公式得到燈泡電阻；（2）閉合S1、S2，燈L、滑動(dòng)變阻器R2并聯(lián)．燈泡正常發(fā)光，說(shuō)明電源電壓等于燈泡額定電壓，滑動(dòng)變阻器兩端電壓等于額定電壓，已知滑動(dòng)變阻器兩端電壓和允許通過(guò)的最大電流，利用公式得到滑動(dòng)變阻器阻值變化范圍；（3）斷開S1、S2，R1、R2串聯(lián)．電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端電壓，電流表測(cè)量電路電流；根據(jù)電壓表、電流表允許的最大電壓、電流得到電源電壓的變化范圍．

【1】由P＝可得燈泡電阻：RL＝＝40Ω；閉合S1、S2,燈L與滑動(dòng)變阻器R2并聯(lián)，電流表測(cè)量干路中的電流；由于燈L正常發(fā)光,則電源電壓U＝UL額＝12V；

燈正常發(fā)光時(shí)的電流為IL＝＝0.3A；所以，當(dāng)滑動(dòng)變阻器達(dá)到允許通過(guò)的最大電流1A時(shí)，干路電流為1A+0.3A＝1.3A<3A，電流表是安全的。所以滑動(dòng)變阻器允許連入最小值為R2最小＝＝12Ω，則滑動(dòng)變阻器的變阻范圍為12ΩR滑50Ω；

【2】斷開S1、S2,R1、R2串聯(lián)。當(dāng)電流表示數(shù)最大時(shí),I最大＝0.6A,U最小＝I最大R總最小＝0.6A×10Ω＝6V；當(dāng)電壓表示數(shù)最大時(shí),U2＝3V,U＝U1+U2＝10Ω×3V50Ω+3V＝3.6V，此時(shí)電流表不可能達(dá)到最大，所以3.6V舍去.當(dāng)I最大＝0.6A且U2最大＝3V時(shí),U′最大＝U1+U2＝0.6A×10Ω+3V＝9V；因題中要求兩個(gè)電表先后均能達(dá)到滿刻度，所以最大電壓應(yīng)小于9V.所以6VU<9V.