题目内容

4．在如图所示的电路中，定值电阻R0的阻值为1Ω，四个电源的电压U0均为1.5V，三个小灯泡的电阻R1均为4Ω，滑动变阻器的总电阻R2为1Ω，图中的滑片在最左边，四个电磁继电器中的线圈电阻R3均为1Ω，当线圈中的电流I0达到0.1A时，产生的磁场就能吸引衔铁，使动触点与静触点接通．

（1）闭合开关后有何现象？
（2）当滑动变阻器的阻值改变到何值时？闭合开关后的现象与（1）不同．

分析 （1）由图象可知，闭合开关后，控制电路中电磁铁产生磁性，此时工作电路接通，根据欧姆定律求得其电流，然后根据当线圈中的电流I0达到0.1A时，产生的磁场就能吸引衔铁，使动触点与静触点接通可得出结论．
（2）当线圈中的电流I0达到0.1A时，产生的磁场就能吸引衔铁，使动触点与静触点接通．那么当线圈中的电流I0达不到0.1A时，闭合开关后灯泡不亮，据此分析即可．

解答 解：（1）闭合开关后，控制电路中电磁铁产生磁性，衔铁被吸下来，此时控制电路中的电流I=$\frac{U}{{R}_{0}+{R}_{线}}$=$\frac{1.5V}{1Ω+1Ω}$=0.75A＞0.1A，产生的磁场能吸引衔铁，使动触点与静触点接通．
灯泡的电流I1=$\frac{U}{{R}_{0}+{R}_{1}}$=$\frac{1.5V}{1Ω+4Ω}$=0.3A＞0.1A，故灯泡发光；
三个灯泡依次发光，当电流流经最后一个灯泡后，由于图中的滑片在最左边，此时灯泡被短路，则灯泡不发光，故闭合开关后的现象是三个灯泡依次发光，然后熄灭．
（2）要使闭合开关后的现象与（1）不同，则滑动变阻器的滑片不能在最左边，则此时线圈与滑动变阻器并联，如图所示：

当线圈中的电流I0=0.1A时，线圈电阻R3=1Ω，由I=$\frac{U}{R}$可得线圈或滑动变阻器两端电压U1=IR3=0.1A×1Ω=0.1V，则R0两端电压U0=1.5V-0.1V=1.4V，则流经R0的电流I=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{1.4V}{1Ω}$=1.4A，
流经滑动变阻器支路的电流I′=I-I0=1.4A-0.1A=1.3A，
由I=$\frac{U}{R}$可得滑动变阻器的电阻R=$\frac{{U}_{1}}{I′}$=$\frac{0.1V}{1.3A}$≈0.08Ω．
即当滑动变阻器的阻值改变到大于0.08Ω时，闭合开关后灯泡不亮．
答：（1）闭合开关后的现象是三个灯泡依次发光，然后熄灭．
（2）当滑动变阻器的阻值改变到大于0.08Ω时，闭合开关后的现象与（1）不同．

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应用，判断用电器状态，从图象中提取出有用的信息，熟练掌握基本公式，根据需要灵活变形，是解决此类综合题的基础．

练习册系列答案
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