Question

在如图所示的电路中，电源电压为3V，L₁上标有“6V  3W”，L₂上标有“3V  3W”，滑动变阻器上标有“10Ω  1.5A”．要使L₂正常发光，则应使S₁、S₂分别处于

 

，同时将滑动变阻器的滑片调到

 

端，此时电路消耗的总功率是

 

W；当S₁断开、S₂接b时，为使电路消耗的总功率不超过0.5W，滑动变阻器的阻值变化范围是

 

，电压表的示数变化范围是

 

．

Answer 1

分析：（1）灯L₂正常发光时的电压等于电源的电压，结合图得出开关S₁、S₂连接情况，判断出滑动变阻器滑片的位置，以及此时电路消耗的总功率；
（2）因电路消耗的总功率不超过0.5W，所以由欧姆定律求出此时最大电流、总电阻即可求出滑动变阻器的阻值变化范围，电压表是测滑动变阻器的电压，由欧姆定律可以求出电压表示数变化范围．

解答：解：（1）当灯L₂两端的电压为3V时，正常发光，
闭合开关S₁、S₂与a接触，形成闭合的电流回路；
同时滑动变阻器的接入电阻为零时，
L₁的电阻为R₁=

U 2 L

P

=

(6V)2

3W

=12Ω，
此时L₁的消耗的电功率P₁=

(3V)2

12Ω

=0.75W，
灯L₂正常工作，故消耗的总功率为3W，
电路消耗的总功率P_总=3W+0.75W=3.75W；
（2）当S₁断开、S₂接b时，
∵电路消耗的总功率不超过0.5W时，
∴此时的最大电流I=

P

U

=

1

6

A；
由R=

U2

P

得：
R₁=

(6V)2

3W

=12Ω，R₂=

(3V)2

3W

=3Ω；  
灯L₁，L₂和滑动变阻器串联，
由欧姆定律得：
I=

U

R总

=

U

R +R1+R2

=

3V

12Ω+3Ω+R

=

1

6

A，
解上式得：R=3Ω，
此时滑动变阻器两端的电压为：U_R=IR=

1

6

A×3Ω=0.5V，
由以上分析可知：滑动变阻器的阻值变化范围是3Ω～10Ω；
当滑动变阻器的电阻为R=10Ω时，
电路中的电流
I=

U

R总

=

3V

12Ω+3Ω+10Ω

=0.12A，
滑动变阻器两端的电压
U_R=IR=0.12A×10Ω=1.2V，
所以，电压表示数的变化范围是0.5V～1.2V．
故答案为：S₁闭合，S₂接A；A；3.75W；3Ω～10Ω；0.5V～1.2V．

点评：解决本题的关键：一是灯L₂正常发光时的要求；二是电路消耗的总功率不超过0.5W时，判断得出电路中的最大电流．