Question

14．如图所示，灯泡R₁标有“6V 3W”字样，与滑动变阻器R₂串联在电路中，当滑片P移到最左端时，电压表的示数为6V．求：
（1）电源电压和电流表的示数；
（2）电阻R₁的阻值；
（3）当滑片P移到最右端时，电流表的示数为0.1A，求电压表的示数，R₁的实际功率，R₂最大阻值．

Answer 1

分析 由电路图可知，R₁与R₂串联，电压表测R₁两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）当滑片P移到最左端时，电路为R₁的简单电路，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，根据P=UI求出电流表的示数；
（2）根据欧姆定律求出电阻R₁的阻值；
（3）当滑片P移到最右端时，根据欧姆定律求出R₁两端的电压，根据P=UI求出R₁的实际功率，根据串联电路的电压特点求出R₂两端的电压，根据欧姆定律求出R₂最大阻值．

解答 解：由电路图可知，R₁与R₂串联，电压表测R₁两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）当滑片P移到最左端时，电路为R₁的简单电路，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，
则电源的电压U=6V，
因额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，
所以，由P=UI可得，电流表的示数：
I₁=$\frac{{P}_{1}}{{U}_{1}}$=$\frac{3W}{6V}$=0.5A；
（2）由I=$\frac{U}{R}$可得，电阻R₁的阻值：
R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω；
（3）当滑片P移到最右端时，R₁两端的电压：
U₁′=IR₁=0.1A×12Ω=1.2V，
R₁的实际功率：
P₁′=U₁′I=1.2V×0.1A=0.12W，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，R₂两端的电压：
U₂=U-U₁′=6V-1.2V=4.8V，
R₂最大阻值：
R₂=$\frac{{U}_{2}}{I}$=$\frac{4.8V}{0.1A}$=48Ω．
答：（1）电源电压为6V，电流表的示数为0.5A；
（2）电阻R₁的阻值为12Ω；
（3）当滑片P移到最右端时，电压表的示数为1.2V，R₁的实际功率为0.12W，R₂最大阻值为48Ω．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用，要注意额定电压下用电器的实际功率和额定功率相等．