Question

如圖，電源電壓l8V且保持不變，電流表接“0～0.6A”量程，電壓表接“0～15V”量程，燈泡上標(biāo)有“6V 3W”字樣，燈絲電阻保持恒定不變．求：
（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流；
（2）當(dāng)電流表的示數(shù)為0.4A時(shí)，電壓表的示數(shù)；
（3）為了保證電路的安全，滑動(dòng)變阻器的最大阻值和允許接入的最小電阻．

Answer 1

【答案】分析：（1）已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)公式I=可求燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流．
（2）燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)量總電流，根據(jù)公式U=IR求出燈泡兩端的電壓，再根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，也就是電壓表的示數(shù)．
（3）滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大時(shí)，也就是說(shuō)兩端的電壓最大時(shí)，電壓表示數(shù)為15V，求出燈泡兩端的電壓，進(jìn)一步求出電路的電流，根據(jù)公式R=求出滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值．
為了保證電路的安全，電路中最大電流應(yīng)該是電流表的最大量程和燈泡的額定電流中最小的一個(gè)，然后根據(jù)公式R=求出電路總電阻，進(jìn)一步求出滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值．
解答：解：（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為：I_額===0.5A．
答：燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為0.5A．
（2）燈泡燈絲電阻為R_L===12Ω，
當(dāng)電流表的示數(shù)為0.4A時(shí)，燈泡兩端的電壓為：
U_L1=I₁×R_L=0.4A×12Ω=4.8V，
則電壓表的示數(shù)為：U_R0=U-U_L1=18V-4.8V=13.2V．
答：電壓表的示數(shù)為13.2V．
（3）滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大時(shí)電壓表示數(shù)應(yīng)等于15V，此時(shí)燈泡兩端電壓為：
U_L2=18V-15V=3V，
此時(shí)電路中的電流為I₂===0.25A，
滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值為：
R_m===60Ω，
電路中的最大電流為燈泡的額定電流Im=0.5A，此時(shí)電路中的總電阻為：
R_總===36Ω，
則滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值為
R_a=R_總-R_L=36Ω-12Ω=24Ω．
答：滑動(dòng)變阻器的最大阻值和允許接入的最小電阻分別為60Ω和24Ω．
點(diǎn)評(píng)：本題考查電流、電壓和電阻的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是求滑動(dòng)變阻器接入電路的最大電阻和最小電阻．