Question

9．如圖，電源電壓為7.5V且保持不變，R′為保護(hù)電阻，L為標(biāo)有“6V 3W”的小燈泡，不考慮燈絲的電阻隨溫度的變化，電流表的量程0～0.6A，電壓表的量程為0～3V，閉合開(kāi)關(guān)S后，要求燈L兩端的電壓不超過(guò)額定電壓，且電流表和電壓表的示數(shù)不超過(guò)各自的量程，則燈L正常工作1min通過(guò)的電量是30C．滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大電阻是8Ω．

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡L與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)P=UI求出通過(guò)燈泡的電流，根據(jù)I=$\frac{Q}{t}$求出燈L正常工作1min通過(guò)的電量；
（2）根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知，當(dāng)電壓表的上示數(shù)最大時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可求燈泡兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大阻值．

解答 解：由電路圖可知，燈泡L與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器的電壓，電流表測(cè)電路中的電流．
（1）由P=UI可得，燈泡正常發(fā)光時(shí)通過(guò)的電流：
I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A，
由I=$\frac{Q}{t}$可得，燈L正常工作1min通過(guò)的電量：
Q=I_Lt=0.5A×60s=30C；
（2）由I=$\frac{U}{R}$可得，燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω，
當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻最大，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，燈泡兩端的電壓：
U_L′=U-U_滑=7.5V-3V=4.5V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流：
I=$\frac{{U}_{L}′}{{R}_{L}}$=$\frac{4.5V}{12Ω}$=0.375A，
則滑動(dòng)變阻器接入電路中的最大阻值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3V}{0.375A}$=8Ω．
故答案為：30；8．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)判斷出電壓表的示數(shù)最大時(shí)變阻器接入電路中的電阻最大．