Question

【題目】如圖所示，電源電壓不變，小燈泡L的額定電壓為6V，滑動(dòng)變阻器R1的規(guī)格為“30Ω 1A”。閉合開(kāi)關(guān)，當(dāng)滑片P置于中點(diǎn)時(shí)燈泡正常發(fā)光，電流表指針指在滿(mǎn)偏的三分之二，電表表盤(pán)如圖所示。

(1)求燈泡的額定功率；

(2)電源電壓；

(3)用定值電阻R2替代小燈泡，再將另一電壓表V2接入電路，其它部分電路連接不變。閉合開(kāi)關(guān)，當(dāng)滑片P置于某一位置時(shí)，三個(gè)電表指針偏轉(zhuǎn)的角度相同，且電壓表V2示數(shù)大于電壓表V1的示數(shù)。求R2可能的阻值。

Answer 1

【答案】（1）2.4W；（2）12V；（3）25Ω、20Ω

【解析】

(1)由電路圖知，閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，L與變阻器R1串聯(lián)，電壓表測(cè)R1兩端電壓，電流表測(cè)電路中電流，滑片P置于中點(diǎn)時(shí)（連入電路的阻值為），燈正常發(fā)光，電流表指針指在滿(mǎn)偏的三分之二，因?yàn)樽冏杵髟试S通過(guò)的最大電流為1A，所以電流表使用的是量程，所以此時(shí)

由P＝UI可得，燈泡的額定功率

(2)由歐姆定律可得，變阻器R1兩端電壓

所以電源電壓

U＝U額+U1＝6V＋6V＝12V

(3)用定值電阻R2替代小燈泡，R2與變阻器R1串聯(lián)，其它部分電路連接不變。

①若電壓表V2并聯(lián)在R2兩端，如圖所示

兩個(gè)電壓表指針偏轉(zhuǎn)的角度相同，且V2示數(shù)大于表V1的示數(shù)，所以V2使用量程，V1使用量程，且

U2＝5U1

所以

U1＝U＝×12V＝2V

則

U2＝5U1＝5×2V＝10V

電壓表偏轉(zhuǎn)2大格，由于三個(gè)電表指針偏轉(zhuǎn)的角度相同，則電流表的示數(shù)為0.4A或2A，因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流為1A，所以電路中的電流為0.4A；

則

②若電壓表V2并聯(lián)在電源兩端，如圖所示

則

U2＝12V

則

U1＝U2＝×12V＝2.4V

電壓表的指針偏轉(zhuǎn)了24小格，電流表偏轉(zhuǎn)24小格對(duì)應(yīng)的電流為0.48A或2.4A；因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器允許通過(guò)的最大電流為1A，所以電路中的電流為0.48A；則由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得

答：(1)燈泡的額定功率是2.4W；

(2)電源電壓是12V；

(3)當(dāng)電壓表V2并聯(lián)在R2兩端時(shí)，R2的阻值是25Ω；電壓表V2并聯(lián)在電源兩端時(shí)，R2的阻值是20Ω。