Question

【题目】如图甲所示电路中，电源电压可调，定值电阻R1的阻值为10Ω，R2为标有“100Ω 1A”的滑动变阻器灯泡L的规格为“6V 3W”，且灯丝电阻不随温度变化。只闭合开关S，S3时，灯泡L恰能正常发光。

(1)求灯泡正常发光时的电阻和此时的电源电压；

(2)若电源电压调为18V时，闭合S，S2 ，断开S1 ，S3，电压表的量程为0~15V，在电路安全的情况下，求滑动变阻器连入电路的阻值范围；

(3)去掉电压表。开关S、S1、S2、S3都闭合，此时电阻R1消耗的功率为3. 6W，将一电流表 A串联在该电路的某一处，移动滑动变阻器的滑片P至某一处，使电流表A的示数为图乙所示。请确定电流表A所有可能连接的位置，并计算出此时滑动变阻器接入电路的阻值R2(除不尽时结果保留一位小数)

Answer 1

【答案】(1)12Ω；11V；(2) 6Ω~24Ω；(3) 电流表可能在R2支路或干路上； R2可能为20Ω或6.7Ω

【解析】

(1)只闭合S、S3时，L与R1串联，L正常发光

则有

(2)S，S2闭合时，L与R2串联，选0~15V量程，测R2两端电压，依题意当U2=15V时，R2取值最大

根据

即

解得

R2大= 60Ω

当I大=0.5A时，R2阻值最小

R2取值范围6Ω~24Ω。

(3)S、S1、S2、S3都闭合时，R1与R2并联，则

此时电源电压为6V ，通过R1的电流为

由电流表表盘可知I=0.3A或I=1. 5A，所以电流表不可能在R1支路。可能在R2支路或干路上

① 在R2支路时，因R2允许最大电流为1A<1. 5A，则电流表示数只能是I2=0.3A

② 在干路时，因I1=0.6A>0.3A，所以电流表示数只能是I=1. 5A

R2可能为20Ω或6.7Ω。

答：(1)灯泡正常发光时的电阻为12Ω，此时的电源电压为11V。

(2)若电源电压调为18V时，闭合S，S2 ，断开S1 ，S3，电压表的量程为0~15V，在电路安全的情况下，滑动变阻器连入电路的阻值范围是6Ω~24Ω。

(3) 电流表可能在R2支路或干路上，此时滑动变阻器接入电路的阻值R2可能为20Ω或6.7Ω。