题目内容

6.如图所示电路中,滑动变阻器铭牌上标有“50Ω  1A”字样,电压表量程0~15V.闭合开关S1、S2,断开开关S3,调节变阻器滑片P至某位置,电压表示数为6.0V,电流表示数为0.50A,灯泡正常发光;再闭合开关S3,电流表示数为0.75A.求:
(1)变阻器接入电路的阻值.
(2)灯泡的额定功率.
(3)只闭合开关S1、S2,改变电源电压并移动滑片P,则使灯泡正常发光的电源电压最大值为18V.

分析 (1)开关S1、S2闭合,断开开关S3,L与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中电流,根据欧姆定律计算变阻器接入电路的阻值;
(2)三个开关都闭合,L短路,只有滑动变阻器连入电路,根据欧姆定律计算电源电压;
由开关S1、S2闭合,断开开关S3,灯泡正常发光,从而求得灯泡的额定功率;
(3)根据电压表量程以及灯泡正常发光电压,由串联电路特点和欧姆定律确定最大的电源电压.

解答 解:
(1)由图可知,开关S1、S2闭合,断开开关S3,L与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中电流,
根据I=$\frac{U}{R}$得变阻器接入电路的阻值:
R滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{6.0V}{0.50A}$=12Ω;
(2)由图知,三个开关都闭合时,L短路,只有滑动变阻器连入电路中,
电源电压
:U=U滑′=I′R滑=0.75A×12Ω=9V,
开关S1、S2闭合,断开开关S3时,灯泡恰好正常发光,
由串联电路的电压特点知:U额=U-U滑=9V-6V=3V,
所以灯泡的额定功率:P额=U额I=3V×0.50A=1.5W;
(3)只闭合开关S1、S2,改变电源电压并移动滑片P,使电路安全工作,
由电压表量程可知滑动变阻器两端电压最大:U滑′=15V,
调节滑片灯泡正常发光,此时电路中电流最大,
此时变阻器连入阻值R滑′=$\frac{{U}_{滑}′}{I}$=$\frac{15V}{0.50A}$=30Ω<50Ω,
即此时变阻器连入阻值在变阻器调节范围之内,
所以此时的电源电压:
U源′=U滑′+UL=15V+3V=18V.
答:(1)变阻器接入电路的阻值12Ω.
(2)灯泡的额定功率1.5W.
(3)18.

点评 本题主要考查了串联电路特点、欧姆定律公式应用和电功率计算公式的应用,知道灯泡正常发光时电压等于其额定电压,难点是正确求出电源电压的大小.

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