Question

5．如圖所示，電路中電源電壓和燈L的電阻保持不變，定值電阻R=20Ω，燈L標(biāo)有“8V 6.4W”字樣，電流表用0-0.6A量程，電壓表用0～15V量程．
（1）燈泡L的電阻為多少？
（2）開關(guān)S₁閉合，S₂、S₃斷開時，電壓表的示數(shù)為6V，電源電壓為多少？
（3）將滑動變阻器的滑片移到b端，閉合開關(guān)S₁、S₂、S₃時，電流表的示數(shù)為0.6A，滑動變阻器的最大電阻為多少？

Answer 1

分析 （1）知道燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)P=UI求出額定電流，根據(jù)歐姆定律求出電阻；
（2）開關(guān)S₁閉合，S₂、S₃斷開時，R與L串聯(lián)，電壓表測R兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流，再根據(jù)歐姆定律求出燈泡兩端的電壓，利用串聯(lián)電路的電壓特點求出電源的電壓；
（3）將滑動變阻器的滑片移到b端，閉合開關(guān)S₁、S₂、S₃時，R與滑動變阻器的最大值并聯(lián)，電流表測干路電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律求出通過R的電流，再根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點求出通過滑動變阻器的電流，利用歐姆定律求出滑動變阻器的最大阻值．

解答 解：（1）根據(jù)P=UI可得，燈泡的額定電流：
I_L額=$\frac{{P}_{L額}}{{U}_{L額}}$=$\frac{6.4W}{8V}$=0.8A，
根據(jù)歐姆定律可得，燈泡的電阻：
R_L=$\frac{{U}_{L額}}{{I}_{L額}}$=$\frac{8V}{0.8A}$=10Ω；
（2）開關(guān)S₁閉合，S₂、S₃斷開時，R與L串聯(lián)，電壓表測R兩端的電壓，
因為串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以電路中的電流：
I=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{6V}{20Ω}$=0.3A，
此時燈泡兩端的電壓：
U_L=IR_L=0.3A×10Ω=3V，
因為串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以電源的電壓：
U=U_R+U_L=6V+3V=9V；
（3）將滑動變阻器的滑片移到b端，閉合開關(guān)S₁、S₂、S₃時，R與滑動變阻器的最大值并聯(lián)，電流表測干路電流，
因為并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
所以通過R的電流：
I_R=$\frac{U}{R}$=$\frac{9V}{20Ω}$=0.45A，
因為并聯(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_ab=I-I_R=0.6A-0.45A=0.15A，
滑動變阻器的最大阻值：
R_ab=$\frac{U}{{I}_{ab}}$=$\frac{9V}{0.15A}$=60Ω；
答：（1）燈泡L的電阻為10Ω；
（2）電源電壓為9V；
（3）滑動變阻器的最大電阻為60Ω．

點評 本題考查了串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點以及歐姆定律公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是開關(guān)閉合、斷開時電路串并聯(lián)的辨別，要注意在確保電路安全的情況下電路最大電流的確定．