Question

【題目】如圖所示，電源電壓保持不變，電壓表量程為0～15V，定值電阻R1=20Ω，燈泡L上標(biāo)有“6V 0.6A”(不考慮燈的電阻變化)的字樣。閉合開(kāi)關(guān)S、S1，斷開(kāi)S2時(shí)，電壓表的示數(shù)為12V，燈泡正常發(fā)光。求

（1）電源電壓U

（2）滑片位置不改變，僅閉合S、S2，斷開(kāi)S1，此時(shí)R1的電流為多少?

（3）如果用標(biāo)有“60Ω 1A”字樣的滑動(dòng)變阻器，當(dāng)S、S1閉合，S2斷開(kāi)時(shí)，在保障電路安全情況下，R2阻值變化范圍是多少?

Answer 1

【答案】（1）18V；（2）0.45 A；（3）20Ω～50Ω

【解析】

(1)當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S、S1，斷開(kāi)S2時(shí)，R2與L串聯(lián)，電壓表測(cè)R2的電壓示數(shù)為12V，這時(shí)燈泡正常發(fā)光，則燈泡L兩端電壓為6V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)，電源電壓為：

；

(2)滑片位置不改變，由第(1)燈泡正常發(fā)光時(shí)，電路電流為0.6A，R2兩端的電壓為12V，利用歐姆定律可得，此時(shí)R2接入電路的阻值為：

，

當(dāng)閉合S、S2，斷開(kāi)S1，R1與R2串聯(lián)，已知R1的阻值為20Ω，由串聯(lián)電路電阻規(guī)律可得電路總電阻為：

，

根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路電流規(guī)律可得，此時(shí)R1的電流為：

；

(3) R2阻值變化范圍，即R2的最值，當(dāng)S、S1閉合，S2斷開(kāi)時(shí)，R2與L串聯(lián)，燈泡正常工作電流為0.6A，R2允許通過(guò)的最大電流為1A，考慮電路安全情況，電路中最大電路為I大=0.6A，此時(shí)R2的阻值最小為：

，

當(dāng)電壓表示數(shù)最大為15V時(shí)，燈泡分得電壓為3V時(shí)，R2的阻值最大，此時(shí)電路中的電流最小為：

，

則R2接入的最大阻值：

，

所以用“60Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器時(shí)，R2阻值變化范圍是20Ω～50Ω；

答：(1)電源電壓U為18V；

(2)滑片位置不改變，僅閉合S、S2，斷開(kāi)S1，此時(shí)R1的電流為0.45A；

(3)R2阻值變化范圍是20Ω～50Ω。