Question

【题目】如图的所示，灯上标有“ ”，定值电阻的阻值为欧，滑动变阻器上标有“ ”．

【1】闭合、，灯正常发光．电流表、电压表的量程分别为，．求：

①灯正常发光时的电阻；

②滑动变阻器允许连入的阻值范围．_______

【2】断开、，用一个新的电源替代原来的电源，电流表、电压表的量程分别为，．移动滑动变阻器的滑片过程中，要求两个电表先后均能达到满刻度，且电路正常工作．求允许替换电源的范围．________

Answer 1

【答案】

【1】 40Ω 12ΩR滑50Ω

【2】 6VU<9V

【解析】

（1）已知灯泡额定电压和额定功率，利用公式得到灯泡电阻；（2）闭合S1、S2，灯L、滑动变阻器R2并联．灯泡正常发光，说明电源电压等于灯泡额定电压，滑动变阻器两端电压等于额定电压，已知滑动变阻器两端电压和允许通过的最大电流，利用公式得到滑动变阻器阻值变化范围；（3）断开S1、S2，R1、R2串联．电压表测量滑动变阻器两端电压，电流表测量电路电流；根据电压表、电流表允许的最大电压、电流得到电源电压的变化范围．

【1】由P＝可得灯泡电阻：RL＝＝40Ω；闭合S1、S2,灯L与滑动变阻器R2并联，电流表测量干路中的电流；由于灯L正常发光,则电源电压U＝UL额＝12V；

灯正常发光时的电流为IL＝＝0.3A；所以，当滑动变阻器达到允许通过的最大电流1A时，干路电流为1A+0.3A＝1.3A<3A，电流表是安全的。所以滑动变阻器允许连入最小值为R2最小＝＝12Ω，则滑动变阻器的变阻范围为12ΩR滑50Ω；

【2】断开S1、S2,R1、R2串联。当电流表示数最大时,I最大＝0.6A,U最小＝I最大R总最小＝0.6A×10Ω＝6V；当电压表示数最大时,U2＝3V,U＝U1+U2＝10Ω×3V50Ω+3V＝3.6V，此时电流表不可能达到最大，所以3.6V舍去.当I最大＝0.6A且U2最大＝3V时,U′最大＝U1+U2＝0.6A×10Ω+3V＝9V；因题中要求两个电表先后均能达到满刻度，所以最大电压应小于9V.所以6VU<9V.