Question

如圖，電源電壓和燈泡電阻不變，R₁=5 Ω，燈泡的額定電流為0.8A，燈泡電阻為10 Ω，
（1）只閉合S₁，電流表的示數(shù)為0.6A，求電源電壓．
（2）閉合S₁、S₂、S₃，滑片移到b端，電流表的示數(shù)為2A，求滑動(dòng)變阻器的最大阻值．
（3）若電壓表量程為0～3V，電流表量程為0～3A，只閉合S₂，在保證電路安全的情況下，求滑動(dòng)變阻器接入的阻值范圍．

Answer 1

（1）只閉合S₁時(shí)，燈L和R₁串聯(lián)，如圖1，
電路中的總電阻為：R=R₁+R_L=5Ω+10Ω=15Ω，電源電壓為：U=IR=0.6A×15Ω=9V．
（2）閉合S₁、S₂、S₃，滑片移到b端（R₂全連入）時(shí)，如圖2，R₁和R₂并聯(lián)，

電流表測量的是干路中的總電流I_總=2A，
則電路中的總電阻為：R===4.5Ω， ∴ =+，∵R₂===45Ω；
（3）只閉合S₂時(shí)，如圖3所示，燈L和R₂串聯(lián)

為保證電路安全，要考慮電壓表的量程、電流表的量程是否合適，
①對于電流表，量程為0～3A，當(dāng)滑動(dòng)變阻器連入電阻為0時(shí)，
電流最大：I_大===0.9A＜3A，
∴ 當(dāng)滑片左右移動(dòng)時(shí)，電路中的電流不會(huì)超出電流表的量程；
②對于電壓表，量程為0～3V，滑動(dòng)變阻器兩端的最大電壓U_大=3V，此時(shí)連入的電阻最大：∵ I==，∴ R_大===5Ω．
③由題知，燈泡的額定電流I_L=0.8A，R_L=10Ω，∴ U_L=I_LR_L=0.8A×10Ω=8V，
8V是燈泡正常工作時(shí)的電壓，超過此電壓燈泡容易損壞，
此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓最小為：U_小=U﹣U_L=9V﹣8V=1V，
其連入電路的電阻最小，∴  I′==，∵R_小===1.25Ω；
由①②③可知，為保證電路安全，滑動(dòng)變阻器連入的電阻范圍是1.25Ω～5Ω．