Question

【題目】如圖，電源電壓l8V且保持不變，電流表接“0～0.6A”量程，電壓表接“0～15V”量程，燈泡上標(biāo)有“6V 3W”字樣，燈絲電阻保持恒定不變．求：
（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流；
（2）當(dāng)電流表的示數(shù)為0.4A時(shí)，電壓表的示數(shù)；
（3）為了保證電路的安全，滑動(dòng)變阻器的最大阻值和允許接入的最小電阻．

Answer 1

【答案】
（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為：I額= = =0.5A．

答：燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為0.5A

（2）燈泡燈絲電阻為RL= = =12Ω，

當(dāng)電流表的示數(shù)為0.4A時(shí)，燈泡兩端的電壓為：UL1=I1×RL=0.4A×12Ω=4.8V，

則電壓表的示數(shù)為：UR0=U﹣UL1=18V﹣4.8V=13.2V．

答：電壓表的示數(shù)為13.2V

（3）滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大時(shí)電壓表示數(shù)應(yīng)等于15V，此時(shí)燈泡兩端電壓為：

UL2=18V﹣15V=3V，

此時(shí)電路中的電流為I2= = =0.25A，

滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值為：Rm= = =60Ω，

電路中的最大電流為燈泡的額定電流Im=0.5A，此時(shí)電路中的總電阻為：

R總= = =36Ω，

則滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值為Ra=R總﹣RL=36Ω﹣12Ω=24Ω．

答：滑動(dòng)變阻器的最大阻值和允許接入的最小電阻分別為60Ω和24Ω

【解析】（1）已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)公式I= 可求燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流．（2）燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)量總電流，根據(jù)公式U=IR求出燈泡兩端的電壓，再根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，也就是電壓表的示數(shù)．（3）滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大時(shí)，也就是說(shuō)兩端的電壓最大時(shí)，電壓表示數(shù)為15V，求出燈泡兩端的電壓，進(jìn)一步求出電路的電流，根據(jù)公式R= 求出滑動(dòng)變阻器接入電路的最大阻值．為了保證電路的安全，電路中最大電流應(yīng)該是電流表的最大量程和燈泡的額定電流中最小的一個(gè)，然后根據(jù)公式R= 求出電路總電阻，進(jìn)一步求出滑動(dòng)變阻器接入電路的最小阻值．
【考點(diǎn)精析】認(rèn)真審題，首先需要了解歐姆定律及其應(yīng)用(歐姆定律的應(yīng)用： ① 同一個(gè)電阻，阻值不變，與電流和電壓無(wú)關(guān) 但加在這個(gè)電阻兩端的電壓增大時(shí)，通過(guò)的電流也增大．（R=U/I） ② 當(dāng)電壓不變時(shí)，電阻越大，則通過(guò)的電流就越小．（I=U/R） ③ 當(dāng)電流一定時(shí)，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）)．