Question

【题目】如图所示，电源电压为9V，R0=60Ω，滑动变阻器R的规格为“50Ω 2A”，电流表的量程为“0﹣0.6A”，小灯泡标有“6V 3W”字样．不考虑灯丝电阻变化，并保证电路安全，则当开关S闭合，S1、S2断开，滑动变阻器连入电路中阻值最小时，灯与滑动变阻器两端的电压之比是；当开关S、S1、S2都闭合且电路消耗的总功率最大时，滑动变阻器连入电路中的阻值是Ω．

Answer 1

【答案】2：1；20
【解析】解：（1）当开关S闭合，S1、S2断开时，灯泡L与滑动变阻器串联，
由P=UI可得，灯泡的额定电流：
IL= = =0.5A，
因串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A，变阻器允许通过的最大电流为2A，
所以，电路中的最大电流为0.5A，此时滑动变阻器连入电路中阻值最小，灯泡两端的电压UL=6V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压：
UR=U﹣UL=9V﹣6V=3V，
则灯与滑动变阻器两端的电压之比：
UL：UR=6V：3V=2：1；（2）当开关S、S1、S2都闭合时，R0与滑动变阻器R并联，电流表测干路电流，当电流表的示数I=0.6A时，电路消耗的总功率最大，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，通过R0的电流：
I0= = =0.15A，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，通过滑动变阻器的电流：
IR=I﹣I0=0.6A﹣0.15A=0.45A，
滑动变阻器接入电路中的阻值：
R= = =20Ω．
所以答案是：2：1； 20．
【考点精析】掌握欧姆定律及其应用是解答本题的根本，需要知道欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）．