Question

【题目】如图甲所示电路，电源电压恒为6V，小灯泡L的I﹣U图象如图乙所示。电阻R1为10Ω滑动变阻器R2的最大电流为1A，电流表的量程为0﹣0.6A，电压表的量程为0～3V．求：

（1）当开关S1、S2、S3都闭合时，小灯泡L正常发光，此时小灯泡L的电阻；

（2）只闭合开关S3，移动滑片P，当R2接入电路中的阻值为其最大阻值的1/5时，电流表的示数为0.2A，滑动变阻器的最大阻值；

（3）只闭合开关S1，为保护电路安全，滑动变阻器连入电路的阻值范围。

Answer 1

【答案】0.25A 50Ω 0~10Ω

【解析】

（1）当开关S1、S2、S3都闭合时，滑动变阻器R2短路，此时灯与定值电阻R1并联，等效电路图如下图：

此时R1两端电压等于电源电压，即：U1=6V

R1=10Ω,则R1上流过的电流为：

观察图乙可知，当小灯泡两端电压为6V时，小灯泡的电流为0.25A；

（2）只闭合开关S3，此时L、R2串联，简化电路图如下图：

设R2的最大阻值为Rm，此时R2=0.2Rm，I=0.2A

从乙图看出，当I=0.2A时，灯L两端电压为4V，则：

则Rm=5R2=50Ω

（3）只闭合开关 S1，此时电阻R1与R2串联，电压表测量R2两端电压，电流表测量干路电流。分析题干相关信息可知，电流不能超出电流表量程0.6A并且R2两端电压要小于3V；

当电流为0.6A时，根据欧姆定律可知，此时电路总电阻为，即此时滑动变阻器接入电路中阻值为0Ω，根据串联电路分压原理，当滑动变阻器两端最大电压为3V时，U-UR2=UL;电阻R1两端最小电压此时为3V，此时电路中电流为,此时滑动变阻器最大电阻为，所以滑动变阻器的阻值变化范围是“0Ω~10Ω”