16.如圖所示的電路,電源電壓保持9V不變,小燈泡 L標(biāo)有“8V 0.4A”,滑動變阻器的最大阻值為40Ω,R1=18Ω.
(l)求小燈泡L的電阻值.
(2)斷開S1、S2,閉合S,若此時電壓表量程改為3V,電流表的量程為0.6A,為保證電壓表和電流表不超過量程,且小燈泡的實(shí)際電壓不超過其額定電壓,求滑動變阻器阻值的變化范圍.

分析 (1)知道燈泡的額定電壓和額定電流,根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻;
(2)由電路圖可知,斷開S1、S2,閉合S時,L與R2串聯(lián),電壓表測R2兩端的電壓,電流表電路中的電流,電流表的示數(shù)最大時和燈泡正常發(fā)光的電流相等,此時滑動變阻器接入電路中的電阻最小,根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的最小阻值;當(dāng)電壓表的示數(shù)最大時滑動變阻器接入電路中的電阻最大,根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出L兩端的電壓,根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出電路中的電流,再根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的電阻最大阻值,然后得出答案.

解答 解:(1)由I=$\frac{U}{R}$可得,燈泡的電阻:
RL=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{8V}{0.4A}$=20Ω;
(2)斷開S1和S2、閉合S時,L與R2串聯(lián),電壓表測R2兩端的電壓,電流表電路中的電流,
當(dāng)電流表的示數(shù)為0.4A時,電路中的電流最大,滑動變阻器接入電路中的電阻最小,
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
所以,滑動變阻器兩電阻的電壓:
U2小=U-UL=9V-8V=1V,
則滑動變阻器接入電路中的最小阻值:
R2小=$\frac{{U}_{2小}}{{I}_{大}}$=$\frac{1V}{0.4A}$=2.5Ω,
當(dāng)電壓表的示數(shù)U2大=3V時,電路中的電流最小,滑動變阻器接入電路中的電阻最大,
此時L兩端的電壓:
UL小=U-U2大=9V-3V=6V,
因串聯(lián)電路中各處的電流相等,
所以,此時電路中的電流:
I=$\frac{{U}_{2小}}{{R}_{L}}$=$\frac{6V}{20Ω}$=0.3A,
則滑動變阻器接入電路中的最大阻值:
R2大=$\frac{{U}_{2大}}{{I}_{小}}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω,
所以,滑動變阻器接入電路中阻值的范圍為2.5Ω~10Ω.
答:(l)小燈泡L的電阻值為20Ω;
(2)滑動變阻器阻值的變化范圍為2.5Ω~10Ω.

點(diǎn)評 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用,分清電路的連接方式和正確的判斷電路中的最大、最小電流是關(guān)鍵.

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