题目内容
如图所示，L是标有“2V 1W”字样的灯泡，电流表A1、电流表A的量程均为0～0.6A，电源电压保持不变．将滑动变阻器的滑片P滑至b端．（1）断开S1、闭合S2，电压表的示数为6.0V，电流表A的示数为0.30A．求滑动变阻器的最大阻值以及它在1min内产生的热量；
（2）闭合S1、S2，电流表A1的示数为0.10A，求R1的阻值；
（3）断开S1、S2，为了保证电路的安全，求滑动变阻器的阻值调节范围．
分析：（1）断开S1、闭合S2，电路中只有滑动变阻器，电压表的读数就是电源电压，由欧姆定律可求得滑动变阻器的最大阻值．
（2）闭合S1、S2，电阻R1并联在电源上，由欧姆定律可求得R1的阻值．
（3）断开S1、S2，滑动变阻器与电灯串联，由电流表和电压表的安全来确定滑动变阻器的变化范围．
（2）闭合S1、S2，电阻R1并联在电源上，由欧姆定律可求得R1的阻值．
（3）断开S1、S2，滑动变阻器与电灯串联，由电流表和电压表的安全来确定滑动变阻器的变化范围．
解答：解：（1）断开S1、闭合S2，电灯被短路，电阻R1没有接入电路，只有滑动变阻器接入电路，电压表测量滑动变阻器的电压，也是电源的电压，电源电压U=6V，滑动变阻器的最大阻值R滑=
=
=20Ω，
滑动变阻器在1min内产生的热量Q=U滑It=6V×0.3A×60s=108J．
（2）闭合S1、S2，电阻R1可以接到电源上，电流表A1的示数为0.10A，是电阻R1的电流I1，故电阻R1的电阻R1=
=
=60Ω．
（3）电灯的额定电压为2V，额定功率为1W，则电灯的额定电流I灯=
=
=0.5A，灯的电阻R灯=
=
=4Ω，
断开S1、S2，滑动变阻器与电灯串联，电压表测量滑动变阻器的电压，由于在（1）中的电压表的读数为6V，故电压表用的是0-15V的量程，最大电压大于电源电压，电压表不会超过量程．故应从电流表与电灯的因素考虑，电灯的额定电流为0.5A，故电路中的电流不能超过0.5A，此时电路的总电阻为R总=
=
=12Ω，滑动变阻器的最小阻值R小=R总-R灯=12Ω-4Ω=8Ω．
答：（1）滑动变阻器的最大阻值为20欧、产生的热量为108J．
（2）电阻R1的阻值为60Ω．
（3）滑动变阻器的变化范围为8Ω～20Ω．
| U |
| I |
| 6V |
| 0.3A |
滑动变阻器在1min内产生的热量Q=U滑It=6V×0.3A×60s=108J．
（2）闭合S1、S2，电阻R1可以接到电源上，电流表A1的示数为0.10A，是电阻R1的电流I1，故电阻R1的电阻R1=
| U |
| I1 |
| 6V |
| 0.1A |
（3）电灯的额定电压为2V，额定功率为1W，则电灯的额定电流I灯=
| P灯 |
| U灯 |
| 1W |
| 2V |
| U灯 |
| I灯 |
| 2V |
| 0.5A |
断开S1、S2，滑动变阻器与电灯串联，电压表测量滑动变阻器的电压，由于在（1）中的电压表的读数为6V，故电压表用的是0-15V的量程，最大电压大于电源电压，电压表不会超过量程．故应从电流表与电灯的因素考虑，电灯的额定电流为0.5A，故电路中的电流不能超过0.5A，此时电路的总电阻为R总=
| U |
| I灯 |
| 6V |
| 0.5A |
答：（1）滑动变阻器的最大阻值为20欧、产生的热量为108J．
（2）电阻R1的阻值为60Ω．
（3）滑动变阻器的变化范围为8Ω～20Ω．
点评：本题考查了开关的状态对电路的连接方式的影响和利用欧姆定律、电功率公式的综合计算．要仔细判断用电器在开关的不同状态下的连接形式，灵活应用电学中的公式，用不同的上下标表示清楚不同的物理量．
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