Question

【题目】如图所示，电源电压可调，定值电阻R1的阻值为20Ω，滑动变阻器 R2的规格为“5Ω，3A”，灯泡L规格为“2.5V，1.25W”，且灯丝电阻不随温度变化。只闭合开关S，灯泡L恰好正常发光。

（1）求灯泡正常发光时的电阻和此时的电源电压。

（2）开关S、S1、S2 都闭合，在电路中正确接入 A1、A2 两个电流表，当变阻器连入电路的电阻恰为其最大阻值一半时，两电流表的示数分别如图乙、丙所示。请判断电流表在电路中的位置并计算此时的电源电压。

Answer 1

【答案】（1）5Ω， 12.5V；（2）6V。

【解析】（1）由题知灯泡的额定电压和额定功率，由P＝可得，灯泡的电阻：RL＝＝5Ω；由电路图知，只闭合开关S，L与R1串联，灯泡L恰好正常发光，由串联电路特点和P＝UI可知电路中电流：I＝I额＝＝0.5A，由串联电路特点和欧姆定律可得电源电压：U＝I（RL+R1）＝0.5A×（5Ω+20Ω）＝12.5V；（2）开关S、S1、S2都闭合，由图甲可知，L被短路，R1与R2并联接入电路，由图乙可知：小量程读数为0.3A，大量程读数为1.5A；由图丙可知：小量程读数为0.54A，大量程读数为2.7A；当规格为“5Ω 3A”一半接入电路时，即R2＝2.5Ω且与R1＝20Ω并联，根据并联分流关系可知，。由读数分析I1：I2有四种情况中，没有8：1或1：8的情况，故两电流表不可能都在支路上，那么只有一个支路电流表和一个干路电流表，并联电路，干路电流I＝I1+I2，结合可知，,,，对照两电表的示数之比，电流比值只有1：9成立，所以，乙电流表测R1的电流，且为0.3A，丙电流表测干路电流为2.7A；根据并联电路的特点，电源电压为：U＝U1＝I1R1＝0.3A×20Ω＝6V。