Question

17．如图所示，电路中的电源电压和灯泡L的电阻保持不变，定值电阻R=20Ω，当灯L两端电压是8V时，灯泡正常发光，此时通过灯泡的是0.8A，电流表用0-0.6A量程，电压表用0-15V的量程．
（1）灯泡L的电阻是多少？
（2）开关S₁闭合，S₂、S₃断开时，电压表的示数为6V，此时，灯泡正常发光，则电源电压为多少？
（3）将滑动变阻器的滑片移到b，闭合S₁、S₂、S₃时，电流表的示数为0.6A，滑动变阻器的最大电阻为多少？

Answer 1

分析 （1）根据欧姆定律的应用求出灯泡的电阻；
（2）开关S₁闭合，S₂、S₃断开时，R与L串联，电压表测R两端的电压，根据欧姆定律求出电路中的电流，再根据串联电路电阻的规律和欧姆定律即可求出电源的电压；
（3）将滑动变阻器的滑片移到b端，闭合开关S₁、S₂、S₃时，R与滑动变阻器的最大值并联，电流表测干路电流，根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过R的电流，再根据并联电路的电流特点求出通过滑动变阻器的电流，利用欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值．

解答 解：（1）根据I=$\frac{U}{R}$可得，灯泡的电阻：R_L=$\frac{{U}_{L额}}{{I}_{L额}}$=$\frac{8V}{0.8A}$=10Ω；
（2）开关S₁闭合，S₂、S₃断开时，R与L串联，电压表测R两端的电压；
因为串联电路中各处的电流相等，所以电路中的电流：I=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{6V}{20Ω}$=0.3A；
由I=$\frac{U}{R}$可得，电源电压：U=IR_总=0.3A×（10Ω+20Ω）=9V；
（3）将滑动变阻器的滑片移到b端，闭合开关S₁、S₂、S₃时，R与滑动变阻器的最大值并联，电流表测干路电流；
因为并联电路中各支路两端的电压相等，所以通过R的电流：I_R=$\frac{U}{R}$=$\frac{9V}{20Ω}$=0.45A，
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过滑动变阻器的电流：
I_ab=I-I_R=0.6A-0.45A=0.15A，
滑动变阻器的最大阻值：R_ab=$\frac{U}{{I}_{ab}}$=$\frac{9V}{0.15A}$=60Ω．
答：（1）灯泡L的电阻是10Ω；
（2）开关S₁闭合，S₂、S₃断开时，电压表的示数为6V，此时，灯泡正常发光，则电源电压为9V；
（3）将滑动变阻器的滑片移到b，闭合S₁、S₂、S₃时，电流表的示数为0.6A，滑动变阻器的最大电阻为60Ω．

点评 本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律的灵活应用，关键是开关闭合、断开时电路串并联的辨别，要注意在确保电路安全的情况下电路最大电流的确定．