Question

【題目】如圖所示電路中，滑動變阻器銘牌上標有“50Ω 1A”字樣，電壓表量程0～15V．閉合開關S1、S2，斷開開關S3，調節(jié)變阻器滑片P至某位置，電壓表示數(shù)為8.0V，電流表示數(shù)為0.50A，燈泡正常發(fā)光；再閉合開關S3，電流表示數(shù)變?yōu)?/span>0.75A．求：

（1）變阻器接入電路的阻值；

（2）燈泡的額定功率；

（3）只閉合開關S1、S2，改變電源電壓并移動滑片P，則使燈泡正常發(fā)光的電源電壓最大值為 V．

Answer 1

【答案】（1）變阻器接入電路的阻值為16Ω；

（2）燈泡的額定功率2W；

（3）只閉合開關S1、S2，改變電源電壓并移動滑片P，則使燈泡正常發(fā)光的電源電壓最大值為19.0V

【解析】試題分析：（1）閉合開關S1、S2，斷開開關S3，燈泡L與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器兩端電壓，電流表測電路中電流，根據(jù)歐姆定律求出變阻器接入電路的阻值；

（2）開關S1、S2、S3閉合時，電路為滑動變阻器的簡單電路，電流表測電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出電源的電壓；開關S1、S2閉合，斷開開關S3時，燈泡正常發(fā)光，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出燈泡兩端的電壓，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率；

（3）僅閉合開關S1、S2，比較燈泡L正常發(fā)光時的電流和滑動變阻器允許通過的最大電流確定電路中的最大電流，根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的電阻最大時其兩端的電壓，然后與電壓表的量程相比較確定滑動變阻器兩端的最大電壓，然后根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出電源的最大電壓．

解：（1）當開關S1、S2閉合，斷開開關S3時，L與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測變阻器兩端電壓，電流表測電路中電流，

由I=可得，變阻器接入電路的阻值：

R滑===16Ω

（2）開關S1、S2、S3閉合時，燈泡被短路，電路為滑動變阻器的簡單電路，電流表測電路中的電流，

則電源的電壓：

U=I′R滑=0.75A×16Ω=12V，

開關S1、S2閉合，斷開開關S3時，燈泡恰好正常發(fā)光，

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：

UL=U﹣U滑=12V﹣8V=4V，

燈泡的額定功率：

P=ULI=4V×0.5A=2W；

（3）僅閉合開關S1、S2時，

因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且燈泡正常發(fā)光時的電流為0.5A，變阻器允許通過的最大電流為1A，

所以，電路中的最大電流I=0.5A，

當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時其兩端的電壓：

UAB=IR滑大=0.5A×50Ω=25.0V，此電壓超過了電壓表量程，所以滑動變阻器兩端的最大電壓U滑大=15.0V，

則電源電壓的最大值：

U大=UL+U滑大=4.0V+15.0V=19.0V

答：（1）變阻器接入電路的阻值為16Ω；

（2）燈泡的額定功率2W；

（3）只閉合開關S1、S2，改變電源電壓并移動滑片P，則使燈泡正常發(fā)光的電源電壓最大值為19.0V．