Question

6．燈泡L₁標有“6V，3W”字樣，表示當L₁兩端的電壓是6V時燈泡正常工作，此時工作電流為0.5A．變阻器R最大阻值是30Ω，電源電壓和燈泡電阻均保持不變，電流表的量程是0～0.6A．

則：（1）求燈泡L₁正常工作時的電阻值；
（2）當L₁和L₂連接成如圖甲所示的電路時，燈L₁正常發(fā)光，電壓表讀數(shù)為3V，求電源電壓；
（3）當L₁和滑動變阻器、電流表連接成如圖乙所示的電路時，欲使電路能安全工作，求允許變阻器接入電路的最小電阻值．

Answer 1

分析 （1）知道燈泡L₁正常工作時的電壓和電流，根據歐姆定律求出正常工作時的電阻；
（2）由甲電路圖可知，兩燈泡串聯(lián)，電壓表測L₂兩端的電壓，L₁正常發(fā)光時的電壓是6V，根據串聯(lián)電路的電壓特點求出電源的電壓；
（3）由圖乙電路圖可知，燈泡L₁與滑動變阻器串聯(lián)，電流表測電路中的電流，比較L₁正常發(fā)光時的電流和電流表的量程確定電路中的最大電流，根據歐姆定律求出電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出滑動變阻器接入電路中的最小阻值．

解答 解：（1）由I=$\frac{U}{R}$可得，燈泡L₁正常工作時的電阻值：
R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω；
（2）由甲電路圖可知，兩燈泡串聯(lián)，電壓表測L₂兩端的電壓，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，且L₁正常發(fā)光，
所以，電源的電壓：
U=U₁+U₂=6V+3V=9V；
（3）由圖乙電路圖可知，燈泡L₁與滑動變阻器串聯(lián)，電流表測電路中的電流，
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，電流表的量程是0～0.6A，
所以，電路中的最大電流I=0.5A，
電路中的總電阻：
R_總=$\frac{U}{I}$=$\frac{9V}{0.5A}$=18Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，滑動變阻器接入電路中的電阻：
R=R_總-R₁=18Ω-12Ω=6Ω．
答：（1）燈泡L₁正常工作時的電阻值為12Ω；
（2）電源電壓為9V；
（3）允許變阻器接入電路的最小電阻值為6Ω．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律的靈活應用，關鍵是電路中電流最大值的判斷．