题目内容

如图所示电路，电源电压不变，灯泡L标有“6V 2W”，定值电阻R1的阻值为12Ω，滑动变阻器R的最大阻值为200Ω，允许通过的最大电流为1A，电压表接入电路的量程是0～15V．当开关S闭合后，滑动变阻器的滑片P移到某位置时，电压表读数为8V，此时灯泡恰好正常发光（忽略温度变化对灯泡电阻的影响）．求：
（1）灯泡电阻的大小．
（2）电源电压．
（3）当滑动变阻器连入电路的电阻为30Ω时，灯泡的实际功率．
（4）在保证电路元件不烧坏的情况下，滑动变阻器允许连入电路的阻值范围是多少？

【答案】分析：（1）已知灯泡的额定电压和额定功率，根据公式R=可求灯泡电阻的大小．
（2）定值电阻R1与滑动变阻器及其灯泡串联，灯泡正常发光时电路电流可求，已知定值电阻R1的阻值，根据公式U=IR可求定值电阻两端的电压，根据串联电路电压的规律可求电源电压．
（3）当滑动变阻器连入电路的电阻为30Ω时，根据公式I=求出电路的电流，再根据公式P=I2R求出灯泡的实际功率．
（4）在保证电路元件不烧坏的情况下，灯泡允许通过的最大电流关键公式I=可求，再利用欧姆定律求出总电阻，进一步求出滑动变阻器接入电路的电阻；电压表的最大示数为15V，求出此时电路的电流，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的电阻．
解答：解：（1）灯泡电阻RL===18Ω．
答：灯泡电阻为18Ω．
（2）灯泡正常发光时电路电流IL===A，
定值电阻两端的电压U1=ILR1=A×12Ω=4V，
所以电源电压为U=UL+U1+UP=6V+4V+8V=18V．
答：电源电压为18V．
（3）当滑动变阻器连入电路的电阻为30Ω时，电路电流I===0.3A，灯泡的实际功率P实=I2RL=（0.3A）2×18Ω=1.62W．
答：灯泡的实际功率为1.62W．
（4）当灯泡通过的电流最大时，此时电路电阻R总===54Ω，滑动变阻器接入电路的电阻R小=R总-R1-RL=54Ω-12Ω-18Ω=24Ω．
电压表示数最大为15V，此时定值电阻与灯泡两端的电压为U和=U-UR=18V-15V=3V，电路电流IR===0.1A，此时滑动变阻器接入电路的电阻R大===150Ω．
答：滑动变阻器允许连入电路的阻值范围是24Ω～150Ω．
点评：本题考查电阻、电流、电压、实际功率等的计算，关键是欧姆定律及其变形的灵活运用，重点是分析电路的组成，难点是求滑动变阻器的阻值范围．
练习册系列答案
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（2012?延庆县一模）如图所示电路，电源两端电压保持不变，闭合开关S，断开开关S1，调节滑动变阻器R2的滑片P使其接入电路的电阻值为其最大值的一半，电压表V1的示数为U1，电流表的示数为I1；闭合开关S、S1，此时小灯泡L正常发光，电流表的示数为I2；闭合开关S，断开开关S1，调节滑动变阻器R2滑片P至B端，电压表V2的示数为U2，再调节滑动变阻器R2的滑片P使接入电路的电阻值为其最大值的3/4，此时电路消耗的总功率P为1W．已知：
I1
I2
=
2
5
，
U1
U2
=
6
5
，忽略温度对灯丝电阻的影响．求：
（1）电阻R1和灯丝电阻RL的比值；
（2）小灯泡L的额定电功率．
（2012?海沧区模拟）如图所示电路，电源电压为6V．闭合开关，电阻R两端的电压为2V，电路中的电流为0.2A．求：
（1）电阻R的阻值；
（2）小灯泡L 10S消耗的电功．
如图所示电路，电源电压保持不变，电流表的量程为0～0.6A，电表使用的是0～3V量程，定值电阻的阻值为R1=8Ω，灯泡的电阻R2=5Ω，滑动变阻器的最大阻值R3=20Ω．
（1）开关S1闭合，S2断开，电流表示数为0.25A，电压表的示数为2.5V，求电源电压和滑动变阻器接入电路中的电阻值．
（2）开关S1断开，S2闭合，移动变阻器的滑片P，为了保证电流表和电压表不损坏，滑动变阻器接入电路中的阻值变化范围是多少？
如图所示电路，电源电压保持不变，滑动变阻器为保护电阻，为了保证电流表、电压表及小灯泡均不被烧坏，实际操作中只允许电流表中的电流读数在O.1A～0.4A范围内变化，电压表中的电压读数在1V～2.5V之间变化．求：
（1）滑动变阻器的阻值变化范围是多大？
（2）电源电压和小灯泡电阻值多大．
精英家教网如图所示电路，电源电压保持不变，电键S闭合，电路正常工作．
（1）若用一根导线连接A、B、C、D四点中的两点，则连接
 
两点会造成电路中一个电表示数变为零．
（2）电路正常工作了一段时间后，电路中灯L、电阻R发生了故障，若造成电路中只有一个电表有示数，则可能是
 
电表有示数．可能的故障是：
 
（写出所有可能故障）．
若造成电路中只有一个电表无示数，则可能是
 
无示数．

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