Question

13．如图所示，电源电压18V且保持不变，电流表接0-0.6A量程，电压表接0-15V量程，灯泡上标有“6V 3W”字样，不考虑温度对灯丝电阻影响，当电流表的示数为0.4A时，电压表的示数为13.2V，为了保证电路的安全，滑动变阻器允许接入的最大阻值为60Ω．

Answer 1

分析 由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端的电压，电流表测量电路中的电流．
（1）先根据R=$\frac{{U}^{2}}{P}$求出灯泡的电阻，然后根据欧姆定律的应用求出灯泡两端电压，最后根据串联电路电压的规律求出滑动变阻器两端电压，即电压表的示数；
（2）当电压表的示数最大时滑动变阻器接入电路中的电阻最大，根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的电压，根据串联电路的电路特点和欧姆定律得出等式求出变阻器接入电路中的最大阻值．

解答 解：灯泡的阻值：R_L=$\frac{{U}_{L}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（6V）^{2}}{3W}$=12Ω；
由I=$\frac{U}{R}$可知，当电流表的示数为0.4A时，灯泡两端电压：U_L′=I×R_L=0.4A×12Ω=4.8V；
因为串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以滑动变阻器两端电压：U₁=18V-4.8V=13.2V；
当电压表的示数最大时滑动变阻器接入电路中的电阻最大，此时灯泡两端电压：U₂=U-U_max=18V-15V=3V；
因串联电路中各处的电流相等，所以电路电流：I′=$\frac{{U}_{2}}{{R}_{L}}$=$\frac{3V}{12Ω}$=0.25A；
由I=$\frac{U}{R}$可知，滑动变阻器接入电路的最大阻值：R_max=$\frac{{U}_{max}}{I′}$=$\frac{15V}{0.25A}$=60Ω．
故答案为：13.2；60．

点评 本题考查了欧姆定律、电功率公式及公式变形的应用以及串联电路的特点；难点是为保证各电路元件安全使用时，滑动变阻器接入电路的电阻大小的判断．