Question

如圖所示，燈L上標有“12V 3.6W”，定值電阻R1的阻值為10歐，滑動變阻器R2上標有“50Ω 1A”。

（1）閉合S1、S2，燈L正常發光。電流表、電壓表的量程分別為0～3A，0～15V，求：①燈正常發光時的電阻；②滑動變阻器允許連入的阻值范圍。

（2）斷開S1、S2，用一個新的電源去替代原來的電源，電流表、電壓表的量程分別為0～0.6A，0～3V。移動滑動變阻器的滑片過程中，要求兩個電表先后均能達到滿刻度，且電路正常工作。求允許替換電源的范圍。

 

Answer 1

（1）40Ω 12Ω≤R滑≤50Ω （2）6V≤U<9V

【解析】

試題分析：（1）閉合S1、S2，燈L、 R2并聯。

①

②當滑動變阻器達到允許通過的最大電流1A時，電流表是安全的。

所以滑動變阻器允許連入最小值為

12Ω≤R滑≤50Ω

（2）斷開S1、S2，R1、R2串聯。

當電流表示數最大時I最大=0.6安，滑動變阻器阻值為0時，電壓表示數為零，此時電源電壓最小。

U最小=I最大R總最小=0.6A×10Ω=6V

當電源電壓為6V時，電流表示數為0.6A,移動滑動變阻器的滑片，可以使滑動變阻器兩端電壓為3V。移動滑動變阻器的滑片過程中，要求兩個電表先后均能達到滿刻度，且電路正常工作。符合題意，電源電壓最小為6V.

當R2兩端電壓 U2=3伏時，，U= U1+U2=10Ω×0.06A+3V=3.6V，

此時電流表示數為0.06A，不可能達到最大，所以電源電壓3.6V不符合題意。

當I最大=0.6AR1兩端電壓最大且U2最大=3V時，R2兩端電壓最大，最大電源電壓為U′最大= U1+U2=0.6A×10Ω+3V=9V；因題中要求兩個電表先后均能達到滿刻度，所以最大電壓應不大于9V。

所以 6V≤U<9V。

考點：串、并聯電路電壓和電流特點 歐姆定律 電功率的計算